特种铸造及有色合金 １９９４年第２期——
低压铸造铝合金摩托车轮毂
提高。 ．，
关麓词：低压铸造铝合 轮毂长效变质混
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１ 前 言
上海工业大学和无锡永红车圈厂合作攻关研究
低压帱造铝合金轮毂技术，在模具结构，浇注系统和
加压规范工作了有益的探讨。在合金长效变质技术
上成功地采用富饲混合稀土变质，不仅使共晶硅长
时间保持细化，而且能细化初生相，使合金韧性明显
提高，在此基础上成功地生产出数种铝合金摩托车
车圈。
２研究和试验方法
２．１在３００ ｋｇ级无芯工频感应电炉上自制ＺＡＩ—
ｓｉＤ一０，严格控制多晶硅原料，使ＺＡＩＳｉＤ一０中Ｆｅ
＜Ｏ．２０ ，杂质总量＜ｏ．６０ 。
２．２所用原料分别是Ａｏｏ铝锭，Ｍｇ－１镁锭．Ｓｉ一１
结晶硅，ｘｔ—Ｌａ一蚰富饲混合稀土，中间合盒Ａｌ一３Ｏ
Ｔｉ一３ Ｂ，Ａ１ １０ ＭＬ（铝一富饲混合稀土）
２．３低压铸造机垂直主缸锁模力１３ ｔ，开型力ｌ５
ｔ，电阻保温炉３０ ｋＷ，坩埚最大容量３００ ｋｇ铝水，
液面加压控制系统．系上海机制工艺所设计ＬＰＮ—
Ａ２型控髑台，最高结晶压力小于２０Ｘ １０＇Ｐａ。
３研究和试验结果
３．１铸造工艺蕊樱具设计 ．
以ＷＭ１．６×１８型摩托车轮毂为倒，标准见参
考文献［４］，如图１所示铸件外径似８Ｏ ＩＸ１１３ｌ，高６ｏ
ｍｍ，轮辋平均壁厚１０ ｍｍ，前轮毛胚重５．５ ｋｇ，后
轮毛胚重６．５ ｋｇ
该轮田比较适合低压帱造．从轮田的轮毂部弓Ｉ
直说道，无需配置横浇道和内浇口，但在轮田设计时
要求考虑合金在由轮毂轮幅流向轮毂时平稳性，因
此该铸件各部总截面面积比考虑为直浇口，幅条ｔ
轮辋一１ １．４ １．６，幅条以三条轮幅截面积计算＋
－唐多光，上海（２０００７２）
周１ ＷＭ１．６×１８犀托车轮授低压辞适工艺
ｌ车轮轮辋２．刹车翻（壕特件 ３．顼出杆
４．上棰５．左右摸哥台斜饱６左右捶
７．下棰８．轮幅９轮授ｌ０．直浇口
１１．升液蕾
直浇口最小直径处￣Ｓ０ｍｍ，轮幅结构各异，有三条、
五条、六条筋数种 铸型为全金属型，由上下和左右
四大块活动金属型组成。构成轮辋的左右金属模可
用斜销导向，在随上横开启时，先向上运动３０～５Ｏ
ｒｍｎ，再左右开模，在轮辋最高面，一圈有６个顶出扦
和１２个排气塞，以保证合金液充型时排气顺畅。低
压铸造铝合金轮毂，排气是否通畅是获得健全优质
铸件最关键问题之一。轮辋部分由于从两条轮幅流
来的两股金属对接，常由于憋气，排气不畅，对接不
好，达不到保压结晶效果，因而产生鳍松，鳍裂是较
常见的缺陷。
金属型材料为耐热铸铁ＲＴＣｒ，型腔表面粗糙
度不低于Ｒａ３．２。
３’２浇注工艺
低压铸造机升液管上部有一个加热套，功率为
３ｋｗ，保证升液管顶部可加热到４５０℃，金属模预热
后喷涂料，涂料成分见表１。涂料干燥后．金属模表
面温度控制在３５０士２０℃时合型浇注。
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衰１金■型涂料成分
圈２铝奇空轮数低压＊追加压规范
合金牌号ＺＡ１ＳｉＴＭｇＡ。首先在３００ ｋｇ级工频
感应电炉炉中自制低铁硅铝明ＺＡＩＳｉＤ－－Ｏ，严格控
制台铁量低于０．２ ，再配制ＺＡＩＳｉ７ＭｇＡ，精炼温度
７２０￣Ｃ，精炼剂六赫乙烷０．６ ，变质温度７３０～
７４０＂Ｃ，变质剂是铝一富镧混合稀土（ＡＩ—Ｌａｌ０ ）加入
量为台金液的０．３ ＭＬ，低压浇注温度７３０～
７５０℃，加压规范见图２。
根据坩埚液面至升液管最高处高度调节升液最
高压力，一般控翻升液时间在７～８ ｓ，升液速度控制
在０．００１￣０．００２ ＭＰａ／ｓ，过快的升液速度不宜于型
腔内气体排出。充型速度应按，充型时闻在２ ｓ内完
成，充型压力０．０６ ＭＰａ，然后快速增压在１ ｓ内完
成，保压结晶压力０．１５ ＭＰａ，保压结晶时间不超过
８０ ｓ。
３．３铸造台金
参照日本和美国轻合金轮毂标准 ］，日本采用
铸造铝台金Ａｃ４ＣＨ，美国多采用Ａ３５６．０，我们选用
ＺＡ１ＳｉＴＭｇＡ基本成分如表２。
衰２各田轮毂台金化学成分
Ａｃ４ＣＨ ６．５～７．５ ｏ．２～０．４０＜０．２０＜０．２０＜Ｏ．１０＜０．１＜０．０５≤０．２０＜ｏ．０５＜ｏ．０５＜Ｏ．０５余量
ＪＩＳ—
Ｈ５２０２—８２
Ａ３５６．０ ６ ５～７．５ ０ ２５～０．４５＜０．２０＜０．２０＜０．１０＜０ １＜０．０６≤０．２０＜０．０５＜０－０５
Ｕ・Ｓ・ＡＢ１０８
ＺＡ１Ｓｉ￣ＭｇＡ ６．５～７．５ ０．２５～０．４５＜０．２０＜０．１＜０．１０＜０．１
ＣＮ—
ＧＢ１１７３—８６
余量
余量
本舍金采用富镧混合稀土变质ｔ先用ｘｔ—Ｌａ一４Ｏ
与Ａ００铝预制成Ａｌ—ｌｏ ＭＬ中问合金，ＭＬ加入量 ０．３“，得到较好变质效果。图３为台金变质前和变 质后５ ｈ取样的铸态组织。从图３对比可知，ＭＬ变 质不仅能细化共晶硅，变质效果能保持７ ｈ以上。此 外还能细化初生相 ＡＩ。从表３可知其机械性能，无 论是铸态，还是Ｌ状态，舍金经ＭＬ变质后在强度 和塑性上均有提高，但塑性提高较为显著。其原因不 仅与共晶硅细化，初生相 细化有关，而且与ＭＬ 变质剂能够大大减少台金台氢量，减步针孔倾向有
关。因为稀土元素是稳定氢化物形成元素，合金液中
固溶的氢原子很容易与稀土元素形成稳定氢化物，
而Ｒ是以Ｈ 形式析出而造成针孔。据［５］舟绍，稀
土元素还可能保证多次熔炼而不出现台铁量增加的
效果。有关稀土元素对铝台金改性的机理还待进一
步深入研究。
衰３ ｚＡ】ｓｊ７Ｍ譬＾金■模典型性帷
注， 上数据均为三根￣１２盒属堪试棒性舱平均值。
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一一
（ａ）束变质４００Ｘ
圈３ ＺＡ［Ｓｉ７ＭｇＡ仝属型特态组织 ３．４轻合金轮毂的检验 根据我国摩托车轻合金轮毂质量控制暂行条例 （草案）和参考［２］、［３］国外标准，低压铸造铝合金性 能要求ａ￣＞２００ＭＰａ，以＞７ ，ＨＢ＞８０。此外还必须 （ｂ）ＭＬ０．８ 变盾后５ ｈ取样４００× 注：ＭＬ杠示富钾混台辅土
经受径向冲击，旋转弯曲疲劳，径向载荷疲劳和扭转
疲劳四项试验 经中国痒托车质量南昌监督检验所
测定，我们生产的１．６×１８摩托车前后轮均符合暂
行条例要求，其试验项目及内容如表Ｉ。
表４摩托车铝台金轮毂试验结果
上海工业大学与无锝永红车圈厂经过壹年攻关
研究已成功制造出１．６×１８规格的摩托车用低压铸
囤４低压锌适铝台空摩托车轮毂（后轮）
规播ＷＭ１．６Ｘ１８
造铝合金轮毂，并在结构上设计带有缓冲装置，如图
４所示。
４结论
ａ．采用全金属型低压铸造方法可生产各种车
用轻合金轮毂，其质量明显低于一般砂型俦造和金
属型俦造产品。
ｂ．采用混合稀土变质技术，不仅达到铝硅系合
盒长效变质效果，而且可以细化初生相 Ａ１，减少针
孔，使其延伸率明显提高。
参考文献
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Ｍｅｔｈｏｄ
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４ ＪＩＳＤ ４２１８—１５．二轮自动车用ｌＪ厶
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（编辑：寰振国）
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