CN101786220A - 一种铝合金车轮铸造热旋压工艺 - Google Patents
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Abstract
一种铝合金车轮铸造热旋压工艺包括铸造工艺和旋压工艺两部分，其特征在于，铸造所用的铝液中Mg的含量占总质量的0.30-0.40％，利用铸造工艺加工出旋压毛坯，毛坯只铸出轮辐，预成型轮辋，预成型轮辋则根据等体积变形原理预留轮辋所需的材料，轮辋预成形与最终成形的变形比为0.8～1之间，然后利用旋压工艺将毛坯轮辋预成形部分旋压成形；本发明利用了现有普通铸造的设备，产品成本比锻旋工艺大大降低且铸造形成的轮辐形状变化适应性强，可以完成较复杂的造型，同时旋压成形过程中使得铸造缺陷如：疏松、缩孔通过旋压后消失，轮辋强度得到了明显提高。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种铝合金车轮制造过程中的铸造热旋压工艺。
背景技术
国内生产铝合金车轮主要采用的是传统铸造工艺(指低压铸造和重力铸造)，也有少量使用锻旋工艺。传统铸造工艺设备投资少，工艺过程简单，是用得最普遍的工艺，但采用传统铸造工艺生产出来的车轮也存在一些局限性，如车轮轮辐机械性能差、废品率较高。而铝合金车轮锻旋工艺是比较先进的技术，它包括锻造和旋压两种工艺，利用这种工艺生产的车轮整体性能有很大提高，也解决了传统铸造工艺不能解决的车轮局部机械性能差的缺点，但是锻旋工艺设备投资大，资金占用较多，占用场地大，工序较复杂，模具也较多，导致生产成本很高，另外由于锻造的局限性，锻旋车轮的正面造型简单，无法做出铸造车轮工艺中千变万化的正面造型，所以锻旋车轮外观单一，无法在市场大面积推广。
发明内容
本发明的目的在于弥补上述现有技术的缺点，提出了一种车轮铸造热旋压工艺，此种工艺方法制造的车轮具有轮辐形状变化适应性强、轮辋强度高、车轮合格率高的特点，同时工艺所需设备具有投资少，成本低的特点。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种铝合金车轮铸造热旋压工艺包括铸造工艺和旋压工艺两部分，其特征在于：
铸造所用的铝液中Mg的含量占总质量的0.30-0.40％，利用铸造工艺加工出旋压毛坯，毛坯只铸出轮辐，预成型轮辋，预成型轮辋则根据等体积变形原理预留轮辋所需的材料，铸造时在上模和边模分别设置了冷却系统，把铸造好的毛坯进行粗加工，加工出在旋压机上的定位孔和定位面并去除毛坯表面的毛刺，同时精确旋压等体积变形用料，轮辋预成形与最终成形的变形比为0.8～1之间，然后利用旋压工艺将毛坯轮辋预成形部分旋压成形，最后对旋压后的毛坯进行精加工。
所述的铸造工艺其特征还在于：预成型轮辋的毛坯厚度分别为，轮辋顶端23-26mm，轮辋槽底13-16mm之间。
所述的旋压工艺其特征还在于：旋压模具相交面不允许有明显的相交线，而且两个相交面在沿轴线方向夹角不能超过5度。
所述的旋压其特征还在于旋压时模具温度为200～250℃。
所述的旋压其特征还在于旋压前毛坯预热温度为370～395℃。
轮辋机加工采用去除内表面的材料达到要求的壁厚，轮辋的外表面进行保证尺寸精度要求加工量，加工量不超过1mm。
铝合金车轮铸造热旋压工艺流程如下：
1、熔炼：将铝锭熔化为铝水，并加入提高合金性能的微量元素；
2、铸墩：在低压或重力铸造机上浇注旋压用的毛坯；
3、粗加工：在数控车床上加工毛坯旋压用的定位孔和定位面；
4、加热：将毛坯放在加热炉中加热至旋压工艺要求的温度；
5、旋压：上旋压机旋压轮辋部分，直到轮辋整体成形。
6、热处理：对旋压后的车轮毛坯进行热处理。
7、精加工：对热处理后的车轮毛坯进行精加工。
本发明利用了现有普通铸造的设备，模具同普通铸造所用模具基本一致，减少了设备投资，产品成本比锻旋工艺大大降低。另外，铸造形成的轮辐形状变化适应性强，可以完成较复杂的造型，同时因为铸造热旋压工艺生产的车轮轮辋是旋压而成，轮辋在预成形过程中产生的铸造缺陷如疏松、缩孔通过旋压后消失，轮辋强度得到了明显提高，从而让车轮减重，达到轻量化和环保的目的，同时铸造热旋压工艺生产的车轮合格率有显著提高。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式给出详细说明。
一种车轮铸造热旋压工艺，技术方案是这样实现的：
一种铝合金车轮铸造热旋压工艺它包括铸造工艺和旋压工艺两部分，其特征在于：
铸造所用的铝液中Mg的含量占总质量的0.30-0.40％，利用铸造工艺加工出旋压毛坯，毛坯只铸出轮辐，预成型轮辋，预成型轮辋则根据等体积变形原理预留轮辋所需的材料，铸造时在上模和边模分别设置了冷却系统，把铸造好的毛坯进行粗加工，加工出在旋压机上的定位孔和定位面并去除毛坯表面的毛刺，同时精确旋压等体积变形用料，轮辋预成形与最终成形的变形比为0.8～1之间，然后利用旋压工艺将毛坯轮辋预成形部分旋压成形，最后对旋压后的毛坯进行精加工。
所述的铸造工艺其特征还在于：预成型轮辋的毛坯厚度分别为，轮辋顶端23-26mm，轮辋槽底13-16mm之间。
所述的旋压工艺其特征还在于：旋压模具相交面不允许有明显的相交线，而且两个相交面在沿轴线方向夹角不能超过5度。
所述的旋压其特征还在于旋压时模具温度为200～250℃。
所述的旋压其特征还在于旋压前毛坯预热温度为370～395℃。
轮辋机加工采用去除内表面的材料达到要求的壁厚，轮辋的外表面进行保证尺寸精度要求加工量，加工量不超过1mm。
本发明工艺实施时，根据本发明的工艺流程，首先对铝液进行熔炼，所使用的铝液其成质量配比为：Si6.5-7.5％、Sr0.020-0.027％、Ti0.08-0.13％、Fe＜0.15％、Cu＜0.10％、Mn＜0.05％、Ca＜0.01％、Zn＜0.02％、Ni＜0.01％、Mg0.30-0.40％、Al91.653-93.1％，铝液温度达到(700-730)℃之间，浇注铸造热旋压工艺所需的车轮毛坯，为轮辋预留部分毛坯厚度分别为：轮辋顶端23-26mm，轮辋槽底13-16mm。由于和传统铸造工艺相比，车轮轮辋部分的厚度增加了，为了让毛坯内部组织有好的机械性能，在上模和边模分别设置了冷却通道，通过水冷、风冷工艺，解决了轮辋缩松的问题；将铸造好的毛坯进行粗加工，加工出在旋压机上的定位面并去除毛坯表面的毛刺，精确旋压等体积变形用料，对粗加工后的毛坯进行旋压，模具温度保持在200-250℃，毛坯预热温度为370-395℃，然后对毛坯进行旋压处理，使得旋压后的毛坯轮辋厚度在6-9mm。旋压后的毛坯通过热处理，再通过精加工就成了车轮半成品。为了保留车轮表面组织较好的部分，同时保证精度，对轮辋外表面的加工量不超过1.0mm，其余量采用内表面切削，最后将精加工后的车轮进行涂装后，最终形成成品车轮。
本发明通过铸造形成的轮辐形状变化适应性强，可以完成较复杂的造型，同时因为铸造热旋压工艺生产的车轮轮辋是旋压而成，轮辋在预成形过程中产生的铸造缺陷如：疏松、缩孔通过旋压后消失，轮辋强度可提高20％以上，从而让车轮减重15％以上，同时铸造热旋压工艺生产的车轮合格率有显著提高。
Claims (6)
1.一种铝合金车轮铸造热旋压工艺包括铸造工艺和旋压工艺两部分，其特征在于：铸造所用的铝液中Mg的含量占总质量的0.30-0.40％，利用铸造工艺加工出旋压毛坯，毛坯只铸出轮辐，预成型轮辋，预成型轮辋则根据等体积变形原理预留轮辋所需的材料，铸造时在上模和边模分别设置了冷却系统，把铸造好的毛坯进行粗加工，加工出在旋压机上的定位孔和定位面并去除毛坯表面的毛刺，同时精确旋压等体积变形用料，轮辋预成形与最终成形的变形比为0.8～1之间，然后利用旋压工艺将毛坯轮辋预成形部分旋压成形，最后对旋压后的毛坯进行精加工。
2.根据权利要求1所述的铝合金车轮铸造热旋压工艺其特征还在于：预成型轮辋的毛坯厚度分别为，轮辋顶端23-26mm，轮辋槽底13-16mm之间。
3.根据权利要求1所述的铝合金车轮铸造热旋压工艺其特征还在于：旋压模具相交面不允许有明显的相交线，而且两个相交面在沿轴线方向夹角不能超过5度。
4.根据权利要求1所述的铝合金车轮铸造热旋压工艺其特征还在于：旋压时模具温度为200～250℃。
5.根据权利要求1所述的铝合金车轮铸造热旋压工艺其特征还在于：旋压前毛坯预热温度为370～395℃。
6.根据权利要求1所述的铝合金车轮铸造热旋压工艺其特征还在于：轮辋机加工采用去除内表面的材料达到要求的壁厚，轮辋的外表面进行保证尺寸精度要求加工量，加工量不超过1mm。
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