一種鋁合金車輪鑄造熱旋壓工藝的製作方法
2023-05-16 14:10:21 1
專利名稱：一種鋁合金車輪鑄造熱旋壓工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種鋁合金車輪製造過程中的鑄造熱旋壓工藝。
背景技術：
國內生產鋁合金車輪主要採用的是傳統鑄造工藝(指低壓鑄造和重力鑄造)，也 有少量使用鍛旋工藝。傳統鑄造工藝設備投資少，工藝過程簡單，是用得最普遍的工藝，但 採用傳統鑄造工藝生產出來的車輪也存在一些局限性，如車輪輪輻機械性能差、廢品率較 高。而鋁合金車輪鍛旋工藝是比較先進的技術，它包括鍛造和旋壓兩種工藝，利用這種工藝 生產的車輪整體性能有很大提高，也解決了傳統鑄造工藝不能解決的車輪局部機械性能差 的缺點，但是鍛旋工藝設備投資大，資金佔用較多，佔用場地大，工序較複雜，模具也較多， 導致生產成本很高，另外由於鍛造的局限性，鍛旋車輪的正面造型簡單，無法做出鑄造車輪 工藝中千變萬化的正面造型，所以鍛旋車輪外觀單一，無法在市場大面積推廣。
發明內容
本發明的目的在於彌補上述現有技術的缺點，提出了一種車輪鑄造熱旋壓工藝， 此種工藝方法製造的車輪具有輪輻形狀變化適應性強、輪輞強度高、車輪合格率高的特點， 同時工藝所需設備具有投資少，成本低的特點。
本發明的技術方案是這樣實現的 —種鋁合金車輪鑄造熱旋壓工藝包括鑄造工藝和旋壓工藝兩部分，其特徵在於
鑄造所用的鋁液中Mg的含量佔總質量的0. 30-0. 40%，利用鑄造工藝加工出旋壓 毛坯，毛坯只鑄出輪輻，預成型輪輞，預成型輪輞則根據等體積變形原理預留輪輞所需的材 料，鑄造時在上模和邊模分別設置了冷卻系統，把鑄造好的毛坯進行粗加工，加工出在旋壓 機上的定位孔和定位面並去除毛坯表面的毛剌，同時精確旋壓等體積變形用料，輪輞預成 形與最終成形的變形比為0. 8 1之間，然後利用旋壓工藝將毛坯輪輞預成形部分旋壓成 形，最後對旋壓後的毛坯進行精加工。 所述的鑄造工藝其特徵還在於預成型輪輞的毛坯厚度分別為，輪輞頂端 23-26mm，輪輞槽底13-16mm之間。 所述的旋壓工藝其特徵還在於旋壓模具相交面不允許有明顯的相交線，而且兩 個相交面在沿軸線方向夾角不能超過5度。 所述的旋壓其特徵還在於旋壓時模具溫度為200 250°C 。 所述的旋壓其特徵還在於旋壓前毛坯預熱溫度為370 395°C 。 輪輞機加工採用去除內表面的材料達到要求的壁厚，輪輞的外表面進行保證尺寸
精度要求加工量，加工量不超過lmm。 鋁合金車輪鑄造熱旋壓工藝流程如下 1、熔煉將鋁錠熔化為鋁水，並加入提高合金性能的微量元素；
2、鑄墩在低壓或重力鑄造機上澆注旋壓用的毛坯；
3、粗加工在數控車床上加工毛坯旋壓用的定位孔和定位面；
4、加熱將毛坯放在加熱爐中加熱至旋壓工藝要求的溫度；
5、旋壓上旋壓機旋壓輪輞部分，直到輪輞整體成形。
6、熱處理對旋壓後的車輪毛坯進行熱處理。
7、精加工對熱處理後的車輪毛坯進行精加工。 本發明利用了現有普通鑄造的設備，模具同普通鑄造所用模具基本一致，減少了 設備投資，產品成本比鍛旋工藝大大降低。另外，鑄造形成的輪輻形狀變化適應性強，可以 完成較複雜的造型，同時因為鑄造熱旋壓工藝生產的車輪輪輞是旋壓而成，輪輞在預成形 過程中產生的鑄造缺陷如疏鬆、縮孔通過旋壓後消失，輪輞強度得到了明顯提高，從而讓車 輪減重，達到輕量化和環保的目的，同時鑄造熱旋壓工藝生產的車輪合格率有顯著提高。
具體實施例方式
下面對本發明的實施方式給出詳細說明。 —種車輪鑄造熱旋壓工藝，技術方案是這樣實現的 —種鋁合金車輪鑄造熱旋壓工藝它包括鑄造工藝和旋壓工藝兩部分，其特徵在 於 鑄造所用的鋁液中Mg的含量佔總質量的0. 30-0. 40%，利用鑄造工藝加工出旋壓 毛坯，毛坯只鑄出輪輻，預成型輪輞，預成型輪輞則根據等體積變形原理預留輪輞所需的材 料，鑄造時在上模和邊模分別設置了冷卻系統，把鑄造好的毛坯進行粗加工，加工出在旋壓 機上的定位孔和定位面並去除毛坯表面的毛剌，同時精確旋壓等體積變形用料，輪輞預成 形與最終成形的變形比為0. 8 1之間，然後利用旋壓工藝將毛坯輪輞預成形部分旋壓成 形，最後對旋壓後的毛坯進行精加工。 所述的鑄造工藝其特徵還在於預成型輪輞的毛坯厚度分別為，輪輞頂端 23-26mm，輪輞槽底13-16mm之間。 所述的旋壓工藝其特徵還在於旋壓模具相交面不允許有明顯的相交線，而且兩 個相交面在沿軸線方向夾角不能超過5度。 所述的旋壓其特徵還在於旋壓時模具溫度為200 250°C 。 所述的旋壓其特徵還在於旋壓前毛坯預熱溫度為370 395°C 。 輪輞機加工採用去除內表面的材料達到要求的壁厚，輪輞的外表面進行保證尺寸
精度要求加工量，加工量不超過lmm。 本發明工藝實施時，根據本發明的工藝流程，首先對鋁液進行熔煉，所使用的 鋁液其成質量配比為Si6. 5-7. 5 %、 SrO. 020-0. 027 %、 TiO. 08-0. 13 %、 Fe < 0. 15 %、 Cu < 0. 10 % 、 Mn < 0. 05 % 、 Ca < 0. 01 % 、 Zn < 0. 02 % 、 Ni < 0. 01 % 、 MgO. 30-0. 40 % 、 A191. 653-93. 1%，鋁液溫度達到(700-730) 。C之間，澆注鑄造熱旋壓工藝所需的車輪毛坯， 為輪輞預留部分毛坯厚度分別為輪輞頂端23-26mm，輪輞槽底13_16mm。由於和傳統鑄造 工藝相比，車輪輪輞部分的厚度增加了，為了讓毛坯內部組織有好的機械性能，在上模和邊 模分別設置了冷卻通道，通過水冷、風冷工藝，解決了輪輞縮松的問題；將鑄造好的毛坯進 行粗加工，加工出在旋壓機上的定位面並去除毛坯表面的毛剌，精確旋壓等體積變形用料， 對粗加工後的毛坯進行旋壓，模具溫度保持在200-25(TC，毛坯預熱溫度為370-395 t:，然
4後對毛坯進行旋壓處理，使得旋壓後的毛坯輪輞厚度在6-9mm。旋壓後的毛坯通過熱處理， 再通過精加工就成了車輪半成品。為了保留車輪表面組織較好的部分，同時保證精度，對輪 輞外表面的加工量不超過1. Omm，其餘量採用內表面切削，最後將精加工後的車輪進行塗裝 後，最終形成成品車輪。 本發明通過鑄造形成的輪輻形狀變化適應性強，可以完成較複雜的造型，同時因 為鑄造熱旋壓工藝生產的車輪輪輞是旋壓而成，輪輞在預成形過程中產生的鑄造缺陷如 疏鬆、縮孔通過旋壓後消失，輪輞強度可提高20%以上，從而讓車輪減重15%以上，同時鑄 造熱旋壓工藝生產的車輪合格率有顯著提高。
權利要求
一種鋁合金車輪鑄造熱旋壓工藝包括鑄造工藝和旋壓工藝兩部分，其特徵在於鑄造所用的鋁液中Mg的含量佔總質量的0.30-0.40％，利用鑄造工藝加工出旋壓毛坯，毛坯只鑄出輪輻，預成型輪輞，預成型輪輞則根據等體積變形原理預留輪輞所需的材料，鑄造時在上模和邊模分別設置了冷卻系統，把鑄造好的毛坯進行粗加工，加工出在旋壓機上的定位孔和定位面並去除毛坯表面的毛刺，同時精確旋壓等體積變形用料，輪輞預成形與最終成形的變形比為0.8～1之間，然後利用旋壓工藝將毛坯輪輞預成形部分旋壓成形，最後對旋壓後的毛坯進行精加工。
2. 根據權利要求1所述的鋁合金車輪鑄造熱旋壓工藝其特徵還在於預成型輪輞的毛 坯厚度分別為，輪輞頂端23-26mm，輪輞槽底13-16mm之間。
3. 根據權利要求1所述的鋁合金車輪鑄造熱旋壓工藝其特徵還在於旋壓模具相交面 不允許有明顯的相交線，而且兩個相交面在沿軸線方向夾角不能超過5度。
4. 根據權利要求1所述的鋁合金車輪鑄造熱旋壓工藝其特徵還在於旋壓時模具溫度 為200 250°C。
5. 根據權利要求1所述的鋁合金車輪鑄造熱旋壓工藝其特徵還在於旋壓前毛坯預熱溫度為370 395。C。
6. 根據權利要求1所述的鋁合金車輪鑄造熱旋壓工藝其特徵還在於輪輞機加工採用 去除內表面的材料達到要求的壁厚，輪輞的外表面進行保證尺寸精度要求加工量，加工量 不超過lmm。
全文摘要
一種鋁合金車輪鑄造熱旋壓工藝包括鑄造工藝和旋壓工藝兩部分，其特徵在於，鑄造所用的鋁液中Mg的含量佔總質量的0.30-0.40％，利用鑄造工藝加工出旋壓毛坯，毛坯只鑄出輪輻，預成型輪輞，預成型輪輞則根據等體積變形原理預留輪輞所需的材料，輪輞預成形與最終成形的變形比為0.8～1之間，然後利用旋壓工藝將毛坯輪輞預成形部分旋壓成形；本發明利用了現有普通鑄造的設備，產品成本比鍛旋工藝大大降低且鑄造形成的輪輻形狀變化適應性強，可以完成較複雜的造型，同時旋壓成形過程中使得鑄造缺陷如疏鬆、縮孔通過旋壓後消失，輪輞強度得到了明顯提高。
文檔編號B22D27/04GK101786220SQ20101010698
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月4日 優先權日2010年2月4日
發明者臧立根 申請人:保定市立中車輪製造有限公司