CN104191181A - 一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法 - Google Patents

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崔凯
任平
田尧
王智勇
王彤
刘涛
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B3/00Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body
    • B60B3/02Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body integral with rim

Abstract

本发明涉及镁合金车轮的铸造方法,具体为一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法,本方法具体包括以下步骤:下料—加热—锻压—扩口—预机加—预热—旋压—热处理—精车—表面处理。本发明的有益效果是:1)用料省:棒料比原来可以节约10%以上,节约了镁合金车轮生产中原料成本;2)生产效率高:一是由于减少了成型步骤,可以有效提高生产效率;二是由于减少了加工余量,在后期进行成型精机加工时,加工量减小,进一步提高生产效率;3)废料量少:车轮毛坯机加工车轮的过程中,由于减小了加工余量,可以减少机加工下来的镁屑量;4)车轮强度高:在旋压过程中,旋轮可以更为均匀的对车轮中间品轮辋部分各个部位均匀施加作用,提高了车轮强度。

Description

一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法
[0001]
技术领域
本发明涉及镁合金车轮的铸造方法,具体为一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法。
背景技术
[0002] 镁合金是目前得到工业化应用密度最小的结构材料,其密度仅相当于铝合金的2/3,钢铁的1/4,且镁合金具有高阻尼、高比强度和易机加工成型等优点。车轮作为汽车上的运动部件,其减重对汽车减重、降低油耗等有着非常重要的意义,据有关文献报道,汽车簧下质量减少Ikg的节能、制动等效果相当于簧上车身减少1kg左右的节能、制动等效果,当镁合金应用到车轮制造,可以有效减轻车轮质量,提高汽车提速及制动性能,减少油耗及尾气排放,提高汽车乘用舒适性。但是,相对于铝合金、钢铁等材料来说,镁合金塑性较差,变形加工较为困难。
[0003] 在目前的试验室、公开的专利及工业化生产过程中,镁合金车轮采用的成型方式有:砂型铸造、低压铸造、锻压成型、铸造旋压复合成形、铸造挤压复合成形,由于镁合金力学性能较低,存在疏松、夹杂等铸造缺陷;锻压成型时,镁合金塑性较差,成型困难,所以锻压速度较慢,且成型工序复杂,生产效率低,成本较高。
[0004]
发明内容
本发明为了解决现有的成型方法在铸造镁合金车轮时成型困难、锻压速度慢、成型工序复杂,生产效率低和成本较高的问题,提供了一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法。
[0005] 本发明是采用如下的技术方案实现的:一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法,包括以下步骤:
将镁合金棒料在加热炉中加热到250°C 〜450°C进行预热,并保温至少3h ;
将车轮锻压模具在模具加热炉中加热到250°C—450°C进行预热,并保温6h — 8h ; 取出预热好的车轮锻压模具,安装到锻压机上;
打开车轮锻压模具,用油基石墨润滑剂对车轮锻压模具工作内腔进行喷涂润滑;将预热好的镁合金棒料放入打开的车轮锻压模具,进行锻压,压制速度为2 mm/s -13mm/s,脱模得到车轮中间品;
将车轮中间品放入扩口模具中进行扩口;
扩口后的车轮中间品冷却后进行预机加,加工出旋压入刀槽及中心孔;
上述的车轮中间品预热到200°C — 450°C并保温Ih — 3h,保障车轮中间品充分热透且温度均匀,然后在数控旋压设备上进行旋压,数控旋压设备的模芯温度为150°C—400°C,主轴转速250 r/min 一 500r/min,进给率100 mm/mi η一 300mm/min,旋压得到车轮毛还;
车轮毛坯进行预热处理,然后进行精机加工及表面处理工艺得到镁合金车轮。
[0006] 本发明将现有锻压生产车轮时的“两次锻压+扩口 +翻边”的成形步骤,简化为“一次锻压+扩口”的成形步骤,有效地提高了生产效率,同时减少了加工余量,在后期进行成型精机加工时,加工量减小,进一步提高了生产效率;将旋压成型方式开拓性的应用到镁合金车轮成型,旋轮可以更为均匀的对车轮中间品轮辋部分各个部位均匀施加作用,促进旋压部分材料再结晶,细化晶粒,减少原棒料铸造缺陷,从而提高车轮强度,并使车轮各部位强度更为均匀;且将常规室温旋压改变为加热旋压,并对旋压的温度进行了优选,弥补了镁合金室温时变形能力差、容易导致开裂的缺点。
[0007] 本发明的有益效果是:
1)用料省:采用复合成形方法后,减小了车轮毛坯的加工余量,所需棒料相比于锻压成型可以节约10%以上,节约了镁合金车轮生产中原料成本;
2)生产效率高:一是由于在车轮毛坯成型过程中减少了成型步骤,可以有效提高生产效率;~■是由于减少了加工余量,在后期进行成型精机加工时,加工量减小,进一步提闻生产效率;
3)废料量少:车轮毛坯机加工车轮的过程中,由于减小了加工余量,可以减少机加工下来的镁屑量;
4)车轮强度高:在旋压过程中,旋轮可以更为均匀的对车轮中间品轮辋部分各个部位均匀施加作用,促进旋压(轮辋)部分材料再结晶,细化晶粒,减少原棒料铸造缺陷,从而提高车轮强度,并使车轮各部位强度更为均匀。
附图说明
[0008] 图1为本发明的复合成形流程图。
具体实施方式
[0009] 实施例一:
一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法,包括以下步骤:
将镁合金棒料在加热炉中加热到250°C进行预热,并保温3h ;
将车轮锻压模具在模具加热炉中加热到250°C进行预热,并保温6h ;
取出预热好的车轮锻压模具,安装到锻压机上;
打开车轮锻压模具,用油基石墨润滑剂对车轮锻压模具工作内腔进行喷涂润滑;
将车轮中间品放入扩口模具中进行扩口;
扩口后的车轮中间品冷却后进行预机加,加工出旋压入刀槽及中心孔;
上述的车轮中间品预热到200°C并保温lh,然后在数控旋压设备上进行旋压,数控旋压设备的模芯温度为150°C,主轴转速250 r/min,进给率100 mm/min,旋压得到车轮毛坯;车轮毛坯进行预热处理,然后进行精机加工及表面处理得到镁合金车轮。
[0010] 实施例二:
一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法,包括以下步骤:
将镁合金棒料在加热炉中加热到300°c进行预热,并保温3.5h ;
将车轮锻压模具在模具加热炉中加热到300°C进行预热,并保温6.5h ;
取出预热好的车轮锻压模具,安装到锻压机上;
打开车轮锻压模具,用油基石墨润滑剂对车轮锻压模具工作内腔进行喷涂润滑;将预热好的镁合金棒料放入打开的车轮锻压模具,进行锻压,压制速度为5 mm/s,脱模得到车轮中间品;
将车轮中间品放入扩口模具中进行扩口; 扩口后的车轮中间品冷却后进行预机加,加工出旋压入刀槽及中心孔;
上述的车轮中间品预热到300°C并保温1.5h,然后在数控旋压设备上进行旋压,数控旋压设备的模芯温度为250°C,主轴转速300 r/min,进给率150 mm/min,旋压得到车轮毛坯;
车轮毛坯进行预热处理,然后进行精机加工及表面处理得到镁合金车轮。
[0011] 实施例三:
一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法,包括以下步骤:
将镁合金棒料在加热炉中加热到350°c进行预热,并保温4h ;
将车轮锻压模具在模具加热炉中加热到350°C进行预热,并保温7h ;
取出预热好的车轮锻压模具,安装到锻压机上;
打开车轮锻压模具,用油基石墨润滑剂对车轮锻压模具工作内腔进行喷涂润滑;将预热好的镁合金棒料放入打开的车轮锻压模具,进行锻压,压制速度为8mm/s,脱模得到车轮中间品;
将车轮中间品放入扩口模具中进行扩口;
扩口后的车轮中间品冷却后进行预机加,加工出旋压入刀槽及中心孔;
上述的车轮中间品预热到350°C并保温2h,然后在数控旋压设备上进行旋压,数控旋压设备的模芯温度为300°C,主轴转速350 r/min,进给率200 mm/min,旋压得到车轮毛坯;车轮毛坯进行预热处理,然后进行精机加工及表面处理得到镁合金车轮。
[0012] 实施例四:
一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法,包括以下步骤:
将镁合金棒料在加热炉中加热到400°C进行预热,并保温4.5h ;
将车轮锻压模具在模具加热炉中加热到400°C进行预热,并保温7.5h ;
取出预热好的车轮锻压模具,安装到锻压机上;
打开车轮锻压模具,用油基石墨润滑剂对车轮锻压模具工作内腔进行喷涂润滑;将预热好的镁合金棒料放入打开的车轮锻压模具,进行锻压,压制速度为10 mm/s,脱模得到车轮中间品;
将车轮中间品放入扩口模具中进行扩口;
扩口后的车轮中间品冷却后进行预机加,加工出旋压入刀槽及中心孔;
上述的车轮中间品预热到400°C并保温2.5h,然后在数控旋压设备上进行旋压,数控旋压设备的模芯温度为350°C,主轴转速400 r/min,进给率250 mm/min,旋压得到车轮毛坯;
车轮毛坯进行预热处理,然后进行精机加工及表面处理得到镁合金车轮。
[0013] 实施例五:
一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法,包括以下步骤:
将镁合金棒料在加热炉中加热到450°C进行预热,并保温5h ;
将车轮锻压模具在模具加热炉中加热到450°C进行预热,并保温8h ;
取出预热好的车轮锻压模具,安装到锻压机上;
打开车轮锻压模具,用油基石墨润滑剂对车轮锻压模具工作内腔进行喷涂润滑; 将预热好的镁合金棒料放入打开的车轮锻压模具,进行锻压,压制速度为13 mm/s,脱模得到车轮中间品;
将车轮中间品放入扩口模具中进行扩口;
扩口后的车轮中间品冷却后进行预机加,加工出旋压入刀槽及中心孔;
上述的车轮中间品预热到450°C并保温3h,然后在数控旋压设备上进行旋压,数控旋压设备的模芯温度为400°C,主轴转速500 r/min,进给率300 mm/min,旋压得到车轮毛坯;车轮毛坯进行预热处理,然后进行精机加工及表面处理得到镁合金车轮。

Claims (1)

1.一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法,其特征在于包括以下步骤: 将镁合金棒料在加热炉中加热到250°c 〜450°c进行预热,并保温至少3h ; 将车轮锻压模具在模具加热炉中加热到250°C—450°C进行预热,并保温6h — 8h ; 取出预热好的车轮锻压模具,安装到锻压机上; 打开车轮锻压模具,用油基石墨润滑剂对车轮锻压模具工作内腔进行喷涂润滑;将预热好的镁合金棒料放入打开的车轮锻压模具,进行锻压,压制速度为2 mm/s -13mm/s,脱模得到车轮中间品; 将车轮中间品放入扩口模具中进行扩口; 扩口后的车轮中间品冷却后进行预机加,加工出旋压入刀槽及中心孔; 上述的车轮中间品预热到200°C — 450°C并保温Ih — 3h,然后在数控旋压设备上进行旋压,数控旋压设备的模芯温度为150°C —400°C,主轴转速250 r/min 一500r/min,进给率.100 mm/mi η一 300mm/min,旋压得到车轮毛还; 车轮毛坯进行预热处理,然后进行精机加工及表面处理得到镁合金车轮。
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