CN103341744B

CN103341744B - 汽车轮毂加工方法

Info

Publication number: CN103341744B
Application number: CN201310289483.7A
Authority: CN
Inventors: 施晶; 施明波
Original assignee: JIANGSU EAST DRAGON MOTOR GROUP Co Ltd
Current assignee: JIANGSU EAST DRAGON MOTOR GROUP Co Ltd
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2033-07-10
Also published as: CN103341744A

Abstract

本发明提供一种汽车轮毂加工方法，包括以下步骤：熔炼工序、低压铸造、热处理、精密加工和表面涂装，其中熔炼工序中，当铝液温度升至760℃时加入金属硅，电磁搅拌25～30分钟，其中金属硅的含量在6.5%～7.5%之间；在铝液出炉时，向流槽内加入Alsr合金、AlTi5B合金和镁，其中Sr含量在0.008%～0.012%之间，Ti含量在0.1%～0.2之间，镁含量在0.24%～0.34%之间；在低压铸造工序中，铝液在740℃～750℃开始出炉，并经高纯度氮精炼除气12分钟之后转入低压铸造机保温炉以进行铸造；在热处理工序中，将铸造形成的轮毂毛坯进行固溶、时效和淬水处理，以获得产品所需的机械性能。本发明的方法可提高产品的强度、硬度和塑形，满足车轮的安全性能要求。

Description

汽车轮毂加工方法

技术领域

本发明涉及汽车零部件加工领域，具体而言涉及一种铝合金汽车轮毂的加工方法。

背景技术

轮毂是汽车的重要零部件之一，直接影响汽车行驶的安全性能，尤其是铝合金轮毂，其对强度、硬度和塑性的要求均较高，方可满足车轮的安全性能要求。轮毂的加工精度要求高，加工工艺复杂，因此，如何在加工工艺中保证轮毂的强度、硬度和塑性是轮毂加工需要解决的重大问题。

现有技术中轮毂制造过程中，铸造轮毂从铝水到成品需要经过的工艺步骤大致包括以下几个：铝合金溶液低压铸造成型、形成毛坯；热处理、进行固溶淬水和时效；机械加工；表面涂装处理；性能和外观检测等多个步骤才能获取最终产品，常规的送料链速为27分钟/料架，铝合金汽车轮毂的制造时间长，制造成本高，生产效率低下。

发明内容

本发明目的在于提供一种改进的汽车轮毂加工方法。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种汽车轮毂加工方法，包括以下步骤：熔炼工序、低压铸造、热处理、精密加工和表面涂装，其中：在所述熔炼工序中，当铝液温度升至760℃时加入金属硅，电磁搅拌25～30分钟，其中金属硅的含量在6.5％～7.5％；在铝液出炉时，向流槽内加入Alsr合金、AlTi5B合金和金属镁，其中Sr含量在0.008％～0.012％，Ti含量在0.1％～0.2，金属镁含量在0.24％～0.34％；所述低压铸造工序中，铝液温度维持在740℃～750℃开始出炉，并经99.99％的高纯度氮精炼除气12分钟，之后转入低压铸造机保温炉以进行铸造；所述热处理工序中，将铸造形成的轮毂毛坯进行固溶、时效和淬水处理，其中固溶温度设定在535℃±5℃，固溶时间6小时，时效温度设定在125℃±5℃，时效时间4.5小时，淬水槽温度设定在55～70℃。上述含量为质量百分比。

进一步，前述铸造过程包括以下步骤：1)设定和调整参数，并检查风管有无漏气；2)扒渣，每次加铝液前后，操作者均进行清渣操作；3)放置滤网，将对应尺寸的过滤网垂直放置于浇口位置；4)合模，并按照预定周期指令进行自动压铸；5)在压铸结束后，开模并取出铸件；6)清洁浇口：在取走铸件后，用T字杆清洁浇口，然后重新放置滤网；7)冷却铸件，将铸件放入水箱中冷却1～2分钟；8)去披缝、打钢号：取出冷却后的铸件放入工作台去披缝并答应钢号；9)检测铸件并将合格品流下工序。

进一步，在所述低压铸造过程中,铸造机内的压力维持情况如下：升液：200Mbar、10±2s；充型：350Mbar、18±2s；增压：800Mbar、10±2s；保压：800Mbar、230±2s。

由以上本发明的技术方案可知，本发明的有益效果在于通过熔炼工序、低压铸造、热处理工序中的加工工艺，使得铝合金汽车轮毂中铝、硅、镁、锶、钛的组分得到保证，有效提高产品的拉伸强度、屈服强度、延伸率、硬度和塑形，满足车轮的安全性能要求。

附图说明

图1为本发明较优实施例的汽车轮毂加工方法的流程示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

如图1所示，根据本发明的较优实施例，一种汽车轮毂加工方法，包括以下步骤：熔炼工序、低压铸造、热处理、精密加工和表面涂装。本例中的“含量”为质量百分比。

在前述熔炼工序中，当铝液温度升至760℃时加入金属硅，电磁搅拌25～30分钟，其中金属硅的含量在6.5％～7.5％之间，目的提高铝液流动性，铸件经热处理后形成硅化镁Mg₂Si以提高产品的强度指标。

在铝液出炉时，向流槽内加入Alsr合金、AlTi5B合金和金属镁，其中Sr含量在0.008％～0.012％之间，Ti含量在0.1％～0.2之间，金属镁含量在0.24％～0.34％之间，其中，Sr的主要作用是细化剂，在热处理过程中可起到细化晶粒作用，Ti主要作用是变质剂，在热处理过程中可提高变质效果，而加如金属镁Mg是为了保证产品脆性、延伸率指标。

所述低压铸造工序中，铝液温度维持在740℃～750℃开始出炉，并经99.99％的高纯度氮精炼除气12分钟，之后转入低压铸造机保温炉以进行铸造。本实施例中，铝液温度保持在700±10℃时,进行铸造,铝槽直径为61mm，铸造过程包括以下步骤：1)设定和调整参数，并检查风管有无漏气；2)扒渣，每次加铝水前后，操作者均进行清渣操作；3)放置滤网，将对应尺寸的过滤网垂直放置于浇口位置；4)合模，并按照预定周期指令进行自动压铸；5)在压铸结束后，开模并取出铸件；6)清洁浇口：在取走铸件后，用T字杆清洁浇口，然后重新放置滤网；7)冷却铸件，将铸件放入水箱中冷却1～2分钟；8)去披缝、打钢号：取出冷却后的铸件放入工作台去披缝并答应钢号；9)检测铸件并将合格品流下工序。

在低压铸造过程中,铸造机内的压力维持情况如下：升液：200Mbar、10±2s；充型：350Mbar、18±2s；增压：800Mbar、10±2s；保压：800Mbar、230±2s。

在低压铸造过程中，在完成一个轮毂的铸造后，需对铸造机的模具进行冷却，冷却位置和方式如下表格所示：

本实施例中所使用的A356铸造铝合金是目前用得最多的车轮材料，铸态下材料的力学性能较低，抗拉强度在200N/mm²以下，塑性指标的伸长率大都在26％，硬度也低于HB60，不能满足使用性能要求；另外，由于硬度低，切削加工易粘刀，加工面光洁度低，在本实施例中对铸铝轮毂采用热处理的方法来提高其综合力学性能。

在前述的热处理工序中，将铸造形成的轮毂毛坯进行固溶、时效和淬水处理，对其进行加热、保温、冷却来改变其内部组织，从而获得所需机械性能，其中固溶温度设定在535℃±5℃，固溶时间6小时，时效温度设定在125℃±5℃，时效时间4.5小时，淬水槽温度设定在55～70℃。经过热处理工艺处理后的汽车轮毂的车轮的强度、硬度和塑性都经过有效提升，满足车轮的安全性能要求。

本实施例中，在热处理后轮毂的综合机械性能达到下述指标，铝、硅、镁、锶、钛的成分可保证性能要求。

抗拉强度：内外轮缘≥235MPa

屈服强度：内外轮缘≥170MPa

延伸率：内外轮缘≥7％

硬度：HB：55～70成品：80～100

铝、硅、镁、锶、钛的成分百分比如下表所示：

Si	6.5～7.5
		Mg	0.24～0.34
Sr	0.008～0.012
		Zn	≤0.1
Fe	≤0.15
		Cu	≤0.20
Mn	≤0.1
		Ti	≤0.20
单个杂质	≤0.05
		杂质总量	≤0.15
Al	余量

在完成热处理工艺后，将铝合金汽车轮毂进行精密加工和表面涂装，本实施例中，采用数控机床进行精密加工操作轮毂来获得需要的形状和尺寸。

综上所述，本提出的汽车轮毂加工方法通过熔炼工序、低压铸造、热处理工序中的加工工艺，使得铝合金汽车轮毂中铝、硅、镁、锶、钛的组分得到保证，有效提高产品的拉伸强度、屈服强度、延伸率、硬度和塑形，满足车轮的安全性能要求。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims

1.一种汽车轮毂加工方法，其特征在于，包括以下步骤：熔炼工序、低压铸造、热处理、精密加工和表面涂装，其中：

在所述熔炼工序中：

当铝液温度升至760℃时加入金属硅，电磁搅拌25～30分钟，其中金属硅在混合后铝液中的含量在6.5％～7.5％；

在铝液出炉时，向流槽内加入Alsr合金、AlTi5B合金和金属镁，其中Sr在混合后铝液中的含量在0.008％～0.012％，Ti在混合后铝液中的含量在0.1％～0.2％，金属镁在混合后铝液中的含量在0.24％～0.34％；

上述含量为质量百分比；

在所述低压铸造工序中：

铝液温度维持在740℃～750℃开始出炉，并经99.99％的高纯度氮精炼除气12分钟，之后转入低压铸造机保温炉以进行铸造；

在所述热处理工序中：

将铸造形成的轮毂毛坯进行固溶、时效和淬水处理，其中，固溶温度设定在535℃±5℃，固溶时间6小时，时效温度设定在125℃±5℃，时效时间4.5小时，淬水槽温度设定在55～70℃；

铝液温度保持在700±10℃时,进行铸造。

2.根据权利要求1所述的汽车轮毂加工方法，其特征在于，低压铸造过程包括以下步骤：

1)设定和调整参数，并检查风管有无漏气；

2)扒渣，每次加铝液前后，操作者均进行清渣操作；

3)放置滤网，将对应尺寸的过滤网垂直放置于浇口位置；

4)合模，并按照预定周期指令进行自动低压铸造；

5)在低压铸造结束后，开模并取出铸件；

6)清洁浇口：在取走铸件后，用T字杆清洁浇口，然后重新放置滤网；

7)冷却铸件，将铸件放入水箱中冷却1～2分钟；

8)去披缝、打钢号：取出冷却后的铸件放入工作台去披缝并答应钢号；

9)检测铸件并将合格品流下工序。

3.根据权利要求2所述的汽车轮毂加工方法，其特征在于，在所述低压铸造过程中,铸造机内的压力维持情况如下：

升液：压力200Mbar、时间10±2s；

充型：压力350Mbar、时间18±2s；

增压：压力800Mbar、时间10±2s；

保压：压力800Mbar、时间230±2s。

4.根据权利要求2所述的汽车轮毂加工方法，其特征在于，在低压铸造过程中，在完成一个轮毂的铸造后，需对铸造机的模具进行冷却，冷却位置和方式如下表格所示：