CN103381479A - 一种大型客车铝轮毂制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大型客车铝轮毂制造方法,该方法解决了传统的金属型铸造毛坯成形方法易产生缩孔、疏松、机械性能较低等铸造缺陷,克服了汽车轮毂加工余量大,生产成本高,难以得到广泛应用的不足。其技术方案如下:采用半固态锻造工艺,将坯料在半固态下也就是在含有30%~50%液体状态下在锻压机上一次快速成形。此制造方法的关键是必须制取细小均匀的球形晶粒坯料,将制成的坯料,采用自动控制加热到半固态,由锻压机一次压制成型。其特点是:因半固态坯料中有固态存在,加工温度比铸造时低得多,工件在模内收缩小,不会形成气孔与显微疏松,轮毂组织结构致密,力学性能较高。

Description

一种大型客车铝轮毂制造方法
技术领域
[0001] 本发明属汽车制造领域,具体涉及一种大型客车铝轮毂制造方法。
背景技术
[0002] 铝合金轮毂是钢质轮毂的换代产品,它具有质量轻、导热快、美观华贵、节能安全等优点,目前国内外已广泛应用于轿车及其它轻型客车上。随着我国汽车工业的快速发展以及国外配件需求量的增加,大型货车及客车亦已采用铝轮毂,市场容量十分可观。铝轮毂通常采用铸造或压铸成型的方法来生产,常规的铸造成形方法,无论是差压铸造、低压铸造还是重力铸造,都因其合金液充填压型的高速湍流运动,使模具型腔内的气体无法排尽,而导致产品毛坯组织结构不致密,容易产生疏松,夹孔等铸造缺陷,其制造成本高,能源及原材料消耗较大,产品的力学性能及铸件的表面质量也不能尽如人意。
[0003] 对于26英寸以上的大型客车轮毂,必须以非铸造方式生产。通常情况下,同一种规格的锻造铝合金轮毂的力学性能比铸造轮毂高20%,而且质量可比后者轻18%。一种大型客车轮毂制造方法,采用半固态锻造工艺,将坯料在半固态下也就是在含有30%〜50%液体状态下在锻压机上一次快速成形。此制造方法的关键是必须制取细小均匀的球形晶粒坯料,将制成的坯料,采用自动控制加热到半固态,由锻压机一次压制成型。此制造方法,使铝合金在高压下结晶,并在结晶过程中产生一定量的变形,消除了缩孔、疏松、气孔等缺陷,产品既具有接近锻件的优良机械性能,又有精铸件一次精密成型的高效率、高精度,且投资大大低于常规的铸造成型方法。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于:提供一种大型客车铝轮毂制造方法,克服传统的毛坯成形技术,使之由粗糙成形变为优质、高效、高精度、轻量化、低成本、无公害的成形。提高轮毂力学性能,并制造出接近零件形状的工件毛坯,较传统成形技术减少了后工序的切削量,减少了材料、能源的消耗。
[0005] 本发明是通过以下方式实现的:一种大型客车轮毂制造方法,其工艺步骤如下:
[0006] (I)坯料制备:将A356合金在燃气炉中进行熔炼,并进行精炼、变质、除气处理,熔炼温度为730〜750°C,精炼温度为750〜760°C.采用CCl1精炼,精炼5〜8min,静置10〜15min,变质细化在中间包进行,其温度不低于720°C,加入变质细化剂后,通氮精炼除气15〜20min。然后采用强烈电磁搅抖连续铸造法,将铝液倒入预热到310°C的模具中铸造出略大于成品重量的铝合金毛坯锭;
[0007] (2)坯料预热:用机械手将坯料转移到预热至390°C的锻压模具中,在模具中采用电阻丝加热方法加热至590°C —605°C,保温0.5小时使其呈30% -50%液体状态;
[0008] (3)锻压成形:由于工件平面尺寸较大,散热较快,要在尽可能短的时间内锻压成型,锻压时使上凸模以5m/s的速度尽快下行,当上模下行快接近设定位置时,减缓下行速度,因速度太快会使金属液向外喷溅,造成冲压不足。加压压力要大于lOOMPa,因轮缘有一定高度,压力太低,会在轮缘与轮辐的连接部分压力不足,机械性能较差。保压时间约10s,冷却时间控制在15〜20s,保压冷却时间太长,工件温度过低,会使脱模力大幅度增加,脱模困难甚至造成工件收缩破裂;
[0009] (4)热处理:将通过液态模锻成型的轮毂进行热处理,首先,加热至515±5°C保温6h淬火,然后175±5°C保温6h回火;
[0010] (5)数控加工:采用“干切”方法,使胎唇、螺丝孔、轮毂表面及细部加工一次成型;
[0011] (6)对加工过的轮毂进行表面处理:抛光、喷涂、电镀等,然后包装入库。
[0012] 采用上述制造方法生产的大型客车铝轮毂具有以下优点:首先,因半固态坯料中有固态存在,加工温度比铸造时低得多,工件在模内收缩小,不会形成气孔与显微疏松,轮毂组织结构致密,力学性能高;其次,工件尺寸接近于成品尺寸,加工余量小,材料利用率极高,锻造成品率在99%以上;再次,锻造温度较低,工件留模时间短,模具寿命较长,工艺周期短,生产率较高。
具体实施方式
[0013] 以26英寸客车轮毂为例,其制造步骤如下:
[0014] (2)坯料制备:将A356合金在燃气炉中进行熔炼,并进行精炼、变质、除气处理,熔炼温度为750°C,精炼温度为760V.采用CCl4精炼,精炼8min,静置lOmin,变质细化在中间包进行,其温度控制在730°C,加入变质细化剂后,通氮精炼除气15min。然后将铝液倒入预热到310°C的模具中铸造出略大于成品重量的铝合金毛坯锭;
[0015] (2)坯料预热:用机械手将坯料转移到预热至390°C的锻压模具中,在模具中采用电阻丝加热方法加热至605°C,保温0.5小时使其呈半液体状态;
[0016] (3)锻压成形:由于工件平面尺寸较大,散热较快,要在尽可能短的时间内锻压成型,锻压时使上凸模以5m/s的速度尽快下行,当上模下行快接近设定位置时,减缓下行速度,速度太快会使金属液向外喷溅,造成冲压不足。加压压力要大于lOOMPa,因轮缘有一定高度,压力太低,会在轮缘与轮辐的连接部分压力不足,机械性能较差。保压时间约10s,冷却时间控制在20s,保压冷却时间太长,工件温度过低,会使脱模力大幅度增加,脱模困难甚至造成工件收缩破裂;
[0017] (5)热处理:将通过液态模锻成型的轮毂进行热处理,首先,加热至515°C保温6h淬火,然后175°C保温6h回火;
[0018] (7)数控加工:采用“干切”方法,使胎唇、螺丝孔、轮毂表面及细部加工一次成型;
[0019] (8)对加工过的轮毂进行表面处理:抛光、喷涂、电镀等,然后包装入库。

Claims (5)

1.一种大型客车铝轮毂制造方法,其制造步骤如下: (1)坯料制备:将A356合金在燃气炉中进行熔炼,并进行精炼、变质、除气处理,熔炼温度为730〜750°C,精炼温度为750〜760 V.采用CCl4精炼,精炼5〜8min,静置10〜15min,变质细化在中间包进行,其温度不低于720°C,加入变质细化剂后,通氮精炼除气15〜20min,然后采用强烈电磁搅抖连续铸造法,将铝液倒入预热至310°C的模具中铸造出略大于成品重量的铝合金毛坯锭; (2)坯料预热:用机械手将坯料转移到预热至390°C的锻压模具中,在模具中采用电阻丝加热方法加热至590°C —605°C,保温0.5小时使其呈30% -50%液体状态; (3)锻压成形:由于工件平面尺寸较大,散热较快,要在尽可能短的时间内锻压成型,锻压时使上凸模以5m/s的速度尽快下行,当上模下行快接近设定位置时,减缓下行速度,因速度太快会使金属液向外喷溉,造成冲压不足。加压压力要大于lOOMPa,因轮缘有一定高度,压力太低,会在轮缘与轮辐的连接部分压力不足,机械性能较差,保压时间约10s,冷却时间控制在15〜20s,保压冷却时间太长,工件温度过低,会使脱模力大幅度增加,脱模困难甚至造成工件收缩破裂; (4)热处理:将通过液态模锻成型的轮毂进行热处理,首先,加热至515±5°C保温6h淬火,然后175±5°C保温6h回火; (5)数控加工:采用“干切”方法,使胎唇、螺丝孔、轮毂表面及细部加工一次成型; (6)对加工过的轮毂进行表面处理:抛光、喷涂、电镀等,然后包装入库。
2.按照权利要求1所述的一种大型客车铝轮毂制造方法,其特征在于:坯料制备时,熔炼温度控制为730〜750°C,精炼温度控制为750〜760V.采用CCl4精炼,精炼5〜8min,静置10〜15min,变质细化在中间包进行,其温度不低于720°C,加入变质细化剂后,通氮精炼除气15〜20min。
3.按照权利要求1所述的一种大型客车铝轮毂制造方法,其特征在于:采用强烈电磁搅抖连续铸造法,将铝液倒入预热到310°C的模具中铸造出略大于成品重量的铝合金毛坯锭。
4.按照权利要求1所述的一种大型客车铝轮毂制造方法,其特征在于:用机械手将坯料转移到预热至390°C的锻压模具中,在模具中采用电阻丝加热方法加热至590 0C —605°C,保温0.5小时使其呈30% -50%液体状态。
5.按照权利要求1所述的一种大型客车铝轮毂制造方法,其特征在于:热处理时,加热至515±5°C保温6h淬火,然后175±5°C保温6h回火。
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