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摘要：轮毂既要承载汽车重量，又要带动汽车前进，是汽车的重要组成部分之一，轮毂的铸造技术直接关系到汽车的性能。本文主要对汽车轮毂的铸造工艺进行分析，重点突出铝轮毂的低压铸造工艺应用，通过对加压曲线的合理控制，全面保证轮毂质量，仅供参考。
关键词：汽车;铸铝轮毂;低压铸造技术
近年来随着科技进步和社会发展，人民生活得到显著提高，汽车因此进入千家万户。由于汽车的轮毂相当于汽车的脚，所以汽车轮毂的质量直接关系到汽车的性能和使用寿命。轮毂质量越轻便，汽车就越能达到节油的目的。铝轮毂因其质量轻便，外观美观而备受各大汽车生产商的欢迎，其主要材质就是铝合金，该材料不仅可以节省许多生产成本，还能够减少轮毂重量，使汽车迈向轻量化发展。铝合金轮毂能够保证车轮有良好的散热性，使轮胎更加耐用，实现安全驾驶。
1汽车铝轮毂低压铸造的必要性
大型汽车铝轮毂（以45.7cm为临界值）一般会使用锻造法加工。由于这一类型汽车铝轮毂无法在一次之内加工成型，因此，就需要采取分段锻造的方式进行加工。这种加工方式虽然可以保证轮毂最终成型，但却增大成本与锻造时间，而且轮毂外观比较简单，缺乏特色。使用低压铸造法可以保证大型铝轮毂得到一次性铸造，轮毂外表美观大方，质量有保证，降低铸造成本，提高铸造效率。不过，传统的低压铸造模具却有一定的缺陷，冷却顺序与速度不能进行有效控制，就会导致加工的尺寸不够精确，而且轮辐与轮心的力学性能不突出。因此，对低压铸造法进行改造，结合轮毂的实际情况进行铸造，就可以保证轮毂铸件的质量。同时，冷却系统可得到进一步优化，铸造工艺也可以得到进一步改进。
2低压铸造法的原理
低压铸造法的原理是将铝合金液体放置在密封性优越的增锅之中。为保证浇筑顺利，要将液体的温度保持在浇筑要求范圍之内。为保证充型顺利，要利用压缩空气的性能对液体表面施加力度，使增锅与型腔之间压力差值，这样就可以在压力的作用下保证铝合金液体不断上升，通过一系列渠道后，进入到模具之中。这一模具通常会与增锅紧密相连，在密封状态良好的情况下，就可以形成铝合金铸件。通过这种方式形成的铸件质量过关，成型状态良好，具有很高的纯度，还可以提高铸造效率。随着时代的不断发展，低压铸造技术所展示出的优势日益明显，备受世界各国汽车生产商的青睐。不过，低压铸造技术也存在一定的问题，比如成本高，铸造时间相对较长，这就需要有效降低成本，缩短生产时间，这样就可以进一步完善低压铸造技术，使其更好地发挥作用。
3汽车轮毂模型和结构分析
汽车铸铝轮毂一般采用的是铝硅合金材质，这些材质能够有效提高轮毂的性能。通过三维技术制作出汽车轮毂模型，根据这一模型确定汽车轮毂的各项数据，如中心壁厚、轮辐部位、轮辋部位、轮辐与轮辋衔接处的热节厚度。通过轮毂模型展示的数据通常比较精确，根据汽车铸铝轮毂的材料来看，铝和硅的合金材料的化学元素主要包括镁元素、铁元素、铜元素等。
汽车铸铝轮毂有其独有的性能和工艺。由于铝合金车轮大小不一，存在正负偏距，车轮缘壁厚度比较均匀，面积较大;基本是以二片或者三片为主，是典型的圆形铸件，具有厚度较大的轮辐，热节也比较大。不过，铝轮毂的浇注系统比较特殊，浇口甚少，缺少冒口，轮毂结构直接决定轮辐位置，以横浇道方式存在的轮辐比较特殊，会有负偏距现象，这样就会提高低压铸造工艺难度系数。因此，为了提高轮毂质量，就要确定工艺方案，确保模具和铝液的充型温度合理，一般后者会比前者高出400℃。
4汽车铸铝轮毅低压铸造工艺
对于汽车铸铝轮毂而言，采用低压铸造工艺就可以保证轮毂质量。低压铸造工艺包含的步骤较多，在铸造时，需要严格遵循相应步骤与要求进行。
4.1升压
升压是低压铸造工艺中的重要步骤。在这一阶段中，要注意所需的压力值。通常要将上升液体的总高度与铝液比重和阻力系数相乘，其所得出的就是升压阶段的压力数值。要将升压速度控制在合理范围内，既要保证铝液顺利充填，最终成型，又要通过缓慢的升压速度排出型腔内的气体。
4.2充型阶段的压力速度控制
铸铝轮毂的形状是圆的，其轮辋的面积较大，轮辐较厚。进行浇筑时，轮辋与轮辐呈现出不同的角度，前者呈90°，后者呈水平状，中间处是浇注口。轮毂的正面较亮处通常会面向下方。轮毂虽有正负偏距，但前者一般会大于后者，因此，轮毂重量更多集中在下方。铝液进行充型时，其上升速度一般不会很快，后期速度会加快，这主要是由于炉膛存在压力差，在一差值会随着时间的推移而不断增大。要保证流速稳定，不会变的太快，这样才能实现铝液顺利充型。在不同阶段要将速度控制在不同范围内，时间视情况而定。不同的轮毂有不同的特征，充型阶段的速度需充分考虑到这一点。充型速度要控制在合理范围内，不可过快，也不可过慢，铸件质量与充型速度息息相关。压力要保持在合理范围内，速度合理，如果压力过小，轮毂浇注就会不到位;如果压力过大，铸件质量就会受到较大的影响。
4.3增压压力控制
在增压阶段，要确定压力范围和时间，保证逐渐可以在这一压力范围下顺利实现结晶。在合理的压力作用下，铸件的性能会更有保证，具有较强的力学性能和细密的组织。如果增压的气垫压力处于较高的位置，那么就会延长增压时间，导致增压速度过慢，影响逐渐结晶。铝合金轮毂的轮缘比较薄，在浇注时一般会对轮毂的下部分轮缘进浇满，使之凝固;确定充型时间，如果维持在1min左右，就可能会影响轮缘下半部分成为结晶，其下半部分可能会有许多质量缺陷。
4.4保压时间
保压时间与多个因素相关，如铸件结构，铸型和铸型条件。进行浇注时，要考虑到铝液、铸型的温度是否稳定;确定热节的凝固时间和凝固的顺序。浇口的凝固顺序要靠后，在确定热节彻底凝固后，再考虑浇口凝固，否则就会影响热节的质量，出现缩松问题。保压时间不必过长，否则就会影响浇口质量。浇口是否有保温性能，将直接决定保压时间是否可以延长。
4.5释压
释压结束后，不能立刻进行操作，一般要延迟1～2min，确定逐渐已经完全凝固。这样就可以进行开型操作，提高铸件质量。
5汽车铸铝轮毂低压铸造存在的缺陷与处理
汽车铸铝轮毂低压铸造存在的常见缺陷是铸件会有缩孔，铸件变形。铸件在凝固时，如果内部补缩不到位，就形成不规则的形状与孔洞。究其原因，主要是因为铝液在浇筑期间温度比较高，而相应的模具温度变化不规范，导致补缩通道轮辐较薄，轮毂壁的厚度不合理，冷却速度过快;热节面积比较大，同样会导致铸件产生质量缺陷。为了减少质量缺陷，要进一步降低浇注的温度，保证铸型的温度场得到合理调整;严格按照顺序执行凝固，完善铸件结构，缩小热节，保证连接部分更加合理。
6结语
综上所述，通过分析汽车铸铝轮毂的低压铸造技术，不难发现，低压铸造技术虽然会存在一定的质量缺陷，但只要加以改进，就能够提高铸件质量，得到高质量的轮毂，使汽车更加轻便，节油降耗，有利于环保。铸铝轮毂具有十分优越的性能，能够提高驾驶安全，延长汽车的使用寿命。
参考文献：
[1]陈鹤.探析汽车铝合金轮毂低压铸造工艺研究[J].世界有色金属，2018（3）：270-271.
[2]王森，王韬.低压铸造铝合金轮毂底模涂料使用性能改进[J].铸造，2018，67（4）：369-372.
[3]介石磊，彭俊，郝春雨.汽车铝合金轮毂低压铸造工艺研究[J].铸造技术，2017，38（11）：2785-2788.
沈阳航科技有限公司;大连福岛精密零部件股份有限公司
关键词：汽车;铸铝轮毂;低压铸造技术
近年来随着科技进步和社会发展，人民生活得到显著提高，汽车因此进入千家万户。由于汽车的轮毂相当于汽车的脚，所以汽车轮毂的质量直接关系到汽车的性能和使用寿命。轮毂质量越轻便，汽车就越能达到节油的目的。铝轮毂因其质量轻便，外观美观而备受各大汽车生产商的欢迎，其主要材质就是铝合金，该材料不仅可以节省许多生产成本，还能够减少轮毂重量，使汽车迈向轻量化发展。铝合金轮毂能够保证车轮有良好的散热性，使轮胎更加耐用，实现安全驾驶。
1汽车铝轮毂低压铸造的必要性
大型汽车铝轮毂（以45.7cm为临界值）一般会使用锻造法加工。由于这一类型汽车铝轮毂无法在一次之内加工成型，因此，就需要采取分段锻造的方式进行加工。这种加工方式虽然可以保证轮毂最终成型，但却增大成本与锻造时间，而且轮毂外观比较简单，缺乏特色。使用低压铸造法可以保证大型铝轮毂得到一次性铸造，轮毂外表美观大方，质量有保证，降低铸造成本，提高铸造效率。不过，传统的低压铸造模具却有一定的缺陷，冷却顺序与速度不能进行有效控制，就会导致加工的尺寸不够精确，而且轮辐与轮心的力学性能不突出。因此，对低压铸造法进行改造，结合轮毂的实际情况进行铸造，就可以保证轮毂铸件的质量。同时，冷却系统可得到进一步优化，铸造工艺也可以得到进一步改进。
2低压铸造法的原理
低压铸造法的原理是将铝合金液体放置在密封性优越的增锅之中。为保证浇筑顺利，要将液体的温度保持在浇筑要求范圍之内。为保证充型顺利，要利用压缩空气的性能对液体表面施加力度，使增锅与型腔之间压力差值，这样就可以在压力的作用下保证铝合金液体不断上升，通过一系列渠道后，进入到模具之中。这一模具通常会与增锅紧密相连，在密封状态良好的情况下，就可以形成铝合金铸件。通过这种方式形成的铸件质量过关，成型状态良好，具有很高的纯度，还可以提高铸造效率。随着时代的不断发展，低压铸造技术所展示出的优势日益明显，备受世界各国汽车生产商的青睐。不过，低压铸造技术也存在一定的问题，比如成本高，铸造时间相对较长，这就需要有效降低成本，缩短生产时间，这样就可以进一步完善低压铸造技术，使其更好地发挥作用。
3汽车轮毂模型和结构分析
汽车铸铝轮毂一般采用的是铝硅合金材质，这些材质能够有效提高轮毂的性能。通过三维技术制作出汽车轮毂模型，根据这一模型确定汽车轮毂的各项数据，如中心壁厚、轮辐部位、轮辋部位、轮辐与轮辋衔接处的热节厚度。通过轮毂模型展示的数据通常比较精确，根据汽车铸铝轮毂的材料来看，铝和硅的合金材料的化学元素主要包括镁元素、铁元素、铜元素等。
汽车铸铝轮毂有其独有的性能和工艺。由于铝合金车轮大小不一，存在正负偏距，车轮缘壁厚度比较均匀，面积较大;基本是以二片或者三片为主，是典型的圆形铸件，具有厚度较大的轮辐，热节也比较大。不过，铝轮毂的浇注系统比较特殊，浇口甚少，缺少冒口，轮毂结构直接决定轮辐位置，以横浇道方式存在的轮辐比较特殊，会有负偏距现象，这样就会提高低压铸造工艺难度系数。因此，为了提高轮毂质量，就要确定工艺方案，确保模具和铝液的充型温度合理，一般后者会比前者高出400℃。
4汽车铸铝轮毅低压铸造工艺
对于汽车铸铝轮毂而言，采用低压铸造工艺就可以保证轮毂质量。低压铸造工艺包含的步骤较多，在铸造时，需要严格遵循相应步骤与要求进行。
4.1升压
升压是低压铸造工艺中的重要步骤。在这一阶段中，要注意所需的压力值。通常要将上升液体的总高度与铝液比重和阻力系数相乘，其所得出的就是升压阶段的压力数值。要将升压速度控制在合理范围内，既要保证铝液顺利充填，最终成型，又要通过缓慢的升压速度排出型腔内的气体。
4.2充型阶段的压力速度控制
铸铝轮毂的形状是圆的，其轮辋的面积较大，轮辐较厚。进行浇筑时，轮辋与轮辐呈现出不同的角度，前者呈90°，后者呈水平状，中间处是浇注口。轮毂的正面较亮处通常会面向下方。轮毂虽有正负偏距，但前者一般会大于后者，因此，轮毂重量更多集中在下方。铝液进行充型时，其上升速度一般不会很快，后期速度会加快，这主要是由于炉膛存在压力差，在一差值会随着时间的推移而不断增大。要保证流速稳定，不会变的太快，这样才能实现铝液顺利充型。在不同阶段要将速度控制在不同范围内，时间视情况而定。不同的轮毂有不同的特征，充型阶段的速度需充分考虑到这一点。充型速度要控制在合理范围内，不可过快，也不可过慢，铸件质量与充型速度息息相关。压力要保持在合理范围内，速度合理，如果压力过小，轮毂浇注就会不到位;如果压力过大，铸件质量就会受到较大的影响。
4.3增压压力控制
在增压阶段，要确定压力范围和时间，保证逐渐可以在这一压力范围下顺利实现结晶。在合理的压力作用下，铸件的性能会更有保证，具有较强的力学性能和细密的组织。如果增压的气垫压力处于较高的位置，那么就会延长增压时间，导致增压速度过慢，影响逐渐结晶。铝合金轮毂的轮缘比较薄，在浇注时一般会对轮毂的下部分轮缘进浇满，使之凝固;确定充型时间，如果维持在1min左右，就可能会影响轮缘下半部分成为结晶，其下半部分可能会有许多质量缺陷。
4.4保压时间
保压时间与多个因素相关，如铸件结构，铸型和铸型条件。进行浇注时，要考虑到铝液、铸型的温度是否稳定;确定热节的凝固时间和凝固的顺序。浇口的凝固顺序要靠后，在确定热节彻底凝固后，再考虑浇口凝固，否则就会影响热节的质量，出现缩松问题。保压时间不必过长，否则就会影响浇口质量。浇口是否有保温性能，将直接决定保压时间是否可以延长。
4.5释压
释压结束后，不能立刻进行操作，一般要延迟1～2min，确定逐渐已经完全凝固。这样就可以进行开型操作，提高铸件质量。
5汽车铸铝轮毂低压铸造存在的缺陷与处理
汽车铸铝轮毂低压铸造存在的常见缺陷是铸件会有缩孔，铸件变形。铸件在凝固时，如果内部补缩不到位，就形成不规则的形状与孔洞。究其原因，主要是因为铝液在浇筑期间温度比较高，而相应的模具温度变化不规范，导致补缩通道轮辐较薄，轮毂壁的厚度不合理，冷却速度过快;热节面积比较大，同样会导致铸件产生质量缺陷。为了减少质量缺陷，要进一步降低浇注的温度，保证铸型的温度场得到合理调整;严格按照顺序执行凝固，完善铸件结构，缩小热节，保证连接部分更加合理。
6结语
综上所述，通过分析汽车铸铝轮毂的低压铸造技术，不难发现，低压铸造技术虽然会存在一定的质量缺陷，但只要加以改进，就能够提高铸件质量，得到高质量的轮毂，使汽车更加轻便，节油降耗，有利于环保。铸铝轮毂具有十分优越的性能，能够提高驾驶安全，延长汽车的使用寿命。
参考文献：
[1]陈鹤.探析汽车铝合金轮毂低压铸造工艺研究[J].世界有色金属，2018（3）：270-271.
[2]王森，王韬.低压铸造铝合金轮毂底模涂料使用性能改进[J].铸造，2018，67（4）：369-372.
[3]介石磊，彭俊，郝春雨.汽车铝合金轮毂低压铸造工艺研究[J].铸造技术，2017，38（11）：2785-2788.
沈阳航科技有限公司;大连福岛精密零部件股份有限公司