CN103817495B - 铝合金轮毂的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金轮毂的制造方法，第一步，备料；第二步，预热；第三步，锻压；第四步，旋压；第五步，稳定化处理；第六步，机加工及表面处理。本发明能够减少坯料的预热时间，省去固溶及时效的热处理过程；不仅产品成品率高、力学性能稳定，而且还能够明显减少能源消耗量，提高生产效率。本发明所制得的铝合金轮毂具有较好的力学性能，抗拉强度、屈服强度及延伸率较高，完全能够达到轮毂的各项性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮毂的制造方法，具体涉及一种铝合金轮毂的制造方法。
背景技术
目前，汽车工业正朝着轻量、高速、安全、节能、舒适与环境污染轻的方向发展，因此铝合金零部件在汽车中的用量日益增多。轮毂作为汽车行驶系统中的重要部件之一，也是一种要求较高的保安件，它不仅承载汽车的重量，同时也体现着汽车的外观造型。在过去的十年中，全球铝合金汽车轮毂产量的年平均增长率达7.6%。由此可见，随着汽车轻量化的需求日益扩大，铝合金轮毂在现代汽车制造中正逐步取代传统的钢制轮毂而被广泛地推广应用。
现有的锻造铝合金轮毂通常以Al-Mg-Si合金为原材料，轮毂成形后需经过长时间的固溶及时效对铝合金进行强化，具有生产周期长，能耗高等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铝合金轮毂的制造方法，它可以达到降低能耗，提高生产效率的目的。
为解决上述技术问题，本发明铝合金轮毂的制造方法的技术解决方案为，包括以下步骤：
第一步，备料；
将原料Al-Mg合金热轧厚板制成圆饼状坯料；
所述Al-Mg合金热轧厚板采用Al-Mg合金铸锭经过热轧处理制成。
所述Al-Mg合金铸锭的化学成份包括：Mg6.0%～6.8%、Mn0.50%～0.75%、Cr0.005%～0.10%、Be0.001%～0.005%、Ti0.04～0.08%、Si≤0.3%、Fe≤0.4%、余量的Al及不可避免的杂质。
所述热轧处理的方法为：开轧温度为460℃～470℃，终轧温度为250℃～350℃。
所述Al-Mg合金热轧厚板的厚度为30mm～155mm。
第二步，预热；
将圆饼状坯料加热至420℃～460℃进行预热处理；
所述预热处理的时间根据圆饼状坯料的厚度而定，为1min/mm～2min/mm。
第三步，锻压；
将经过预热的圆饼状坯料放入模具中，用锻压机进行锻压，得到锻压铝合金轮毂毛坯；
锻压之前，预先将模具预热至350℃～450℃。
锻压的次数为1～2次。
第四步，旋压；
将锻压铝合金轮毂毛坯预热至300℃～400℃放入旋压机中，在300℃～400℃温度下进行旋压成形；
第五步，稳定化处理；
将旋压之后的铝合金轮毂毛坯在150℃～300℃温度下保温0.5～6小时，实现低温稳定化处理；
第六步，机加工及表面处理；
将稳定化处理之后的铝合金轮毂毛坯进行机加工及表面处理，得到铝合金轮毂成品。
所述机加工及表面处理方法为：去边、打磨、抛光和涂装。
本发明可以达到的技术效果是：
本发明通过对铝合金轮毂所用的原料进行改进，采用Al-Mg合金热轧厚板为原料，不采用Al-Mg-Si合金为原材料，无需经过长时间的固溶及时效等热处理过程，大大简化了工艺步骤，从而能够达到降低能耗，提高生产效率的目的。
本发明采用相对较薄的具有纤维状变形组织的铝合金热轧厚板为原料，与现有采用铸态棒状坯料的锻造铝合金轮毂制造工艺相比，不仅坯料所需的预热时间短，而且省去了后续镦粗工序，因而本发明不仅能够明显减少能源消耗量，而且能够实现简化工艺、提高生产效率。
本发明不仅产品成品率高，而且所制得的铝合金轮毂力学性能稳定，有较好的力学性能，抗拉强度、屈服强度及延伸率较高，完全能够达到轮毂的各项性能要求。
具体实施方式
本发明铝合金轮毂的制造方法，采用Al-Mg合金热轧厚板作为原料，包括以下步骤：
第一步，备料；
根据铝合金轮毂的大小计算所需坯料的体积；将Al-Mg合金热轧厚板冲裁成圆饼状坯料；
所述Al-Mg合金热轧厚板采用Al-Mg合金铸锭经过热轧处理制成；具体热轧处理的方法为：将Al-Mg合金铸锭进行热轧处理，开轧温度为460℃～470℃，终轧温度为250℃～350℃；
本发明在再结晶温度以上对Al-Mg合金铸锭进行热轧处理，能够改善合金的组织结构，提高合金的性能。
所述Al-Mg合金铸锭的化学成份包括：Mg6.0%～6.8%、Mn0.50%～0.75%、Cr0.005%～0.10%、Be0.001%～0.005%、Ti0.04～0.08%、Si≤0.3%、Fe≤0.4%，余量的Al及不可避免的杂质。
本发明所采用的Al-Mg合金中的6.0%～6.8%的Mg，其能够保证铝轮毂的强度；其中的Mn、Cr能够与Al形成A16Mn、Al7Cr、Al12(CrMn)等弥散质点，能够阻碍再结晶的形核和长大，细化再结晶晶粒，提高合金的强度，还能够溶解杂质铁，减小过量铁的有害影响。
所述Al-Mg合金热轧厚板的厚度，根据轮毂尺寸的要求，优选为30mm～155mm。
第二步，预热；
将圆饼状坯料加热至420℃～460℃进行预热处理；
预热处理的时间根据圆饼状坯料的厚度而定，为1min/mm～2min/mm；
第三步，锻压；
将经过预热的圆饼状坯料放入模具中，用锻压机进行锻压，得到锻压铝合金轮毂毛坯；
锻压前，预先将模具预热至350℃～450℃；
锻压的次数为1～2次；
本发明采用热轧厚板作为原料，在锻压成形前无需经过多次预锻处理（相当于镦粗），并且锻压成形时也相应的减少了锻压的次数，大大简化了生产工艺，提高了生产效率。
第四步，旋压；
将锻压铝合金轮毂毛坯预热至300℃～400℃放入旋压机中，在300℃～400℃温度下进行旋压成形；
第五步，稳定化处理；
将旋压之后的铝合金轮毂毛坯在150℃～300℃温度下保温0.5～6小时，实现低温稳定化处理；
第六步，机加工及表面处理；
将稳定化处理之后的铝合金轮毂毛坯进行机加工及表面处理，得到铝合金轮毂成品；
所述机加工及表面处理方法为：去边、打磨、抛光和涂装。
实施例
以一个17英寸的汽车铝合金轮毂为例：
将化学成分为Mg6.4%、Mn0.65%、Cr0.05%、Be0.002%、Ti0.06%、Si0.12%、Fe0.21%、不少于92.5%的Al（其余为不可避免的杂质）的Al-Mg合金热轧板冲裁成尺寸为Φ350×65mm的圆饼状坯料；
将圆饼状坯料预热到450℃；锻压工作前，用20分钟时间将模具预热至430℃，上模和下模分离，在模具工作面上喷洒润滑剂，将经过高温预热的圆饼状坯料坯件放入模具中，用锻压机进行挤压，制成锻压毛坯，使轮毂初步成形；
将锻压毛坯加热至350℃，在旋压机上将锻压毛坯旋压成空心旋转体轮毂；再将旋压毛坯在200℃的连续退火炉中保温2h；最后对轮毂进行机加工及后续表面处理，得到汽车铝合金轮毂产品。
本发明所制得的铝合金轮毂主要应用于汽车领域，当然本发明的轮毂并不仅限于汽车领域的轮毂，作为相关领域的轮毂均可。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.一种铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，备料；
将原料Al-Mg合金热轧厚板制成圆饼状坯料；
所述第一步中的Al-Mg合金热轧厚板采用Al-Mg合金铸锭经过热轧处理制成；
所述Al-Mg合金铸锭的化学成份包括：Mg6.0%～6.8%、Mn0.50%～0.75%、Cr0.005%～0.10%、Be0.001%～0.005%、Ti0.04～0.08%、Si≤0.3%、Fe≤0.4%、余量的Al及不可避免的杂质；
第二步，预热；
将圆饼状坯料加热至420℃～460℃进行预热处理；
第三步，锻压；
将经过预热的圆饼状坯料放入模具中，用锻压机进行锻压，得到锻压铝合金轮毂毛坯；
第四步，旋压；
将锻压铝合金轮毂毛坯预热至300℃～400℃放入旋压机中，在300℃～400℃温度下进行旋压成形；
第五步，稳定化处理；
将旋压之后的铝合金轮毂毛坯在150℃～300℃温度下保温0.5～6小时，实现低温稳定化处理；
第六步，机加工及表面处理；
将稳定化处理之后的铝合金轮毂毛坯进行机加工及表面处理，得到铝合金轮毂成品。
2.根据权利要求1所述的铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述热轧处理的方法为：开轧温度为460℃～470℃，终轧温度为250℃～350℃。
3.根据权利要求1所述的铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述第一步中的Al-Mg合金热轧厚板的厚度为30mm～155mm。
4.根据权利要求1所述的铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述第二步中的预热处理的时间根据圆饼状坯料的厚度而定，为1min/mm～2min/mm。
5.根据权利要求1所述的铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述第三步中的锻压之前，预先将模具预热至350℃～450℃。
6.根据权利要求1所述的铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述第三步中的锻压的次数为1～2次。
7.根据权利要求1所述的铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述第六步中的机加工及表面处理方法为：去边、打磨、抛光和涂装。
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