一种铝合金轮毂锻造方法
技术领域
本发明涉及一种车轮加工工艺,特别是一种铝合金轮毂锻造方法。
背景技术
目前,现有铝合金轮毂锻造均采用铝材牌号为6061的铝合金,而受6061材料局限性和现有加工工艺的影响,其机械性能在最佳状态时也只能达到抗拉强度350Mpa,屈服强度320Mpa,延伸率在12%左右,同时,一件6061铝合金的卡车轮毂成品为25kg左右,其重量较重,增加了车卡行驶时的油耗,不能实现节能减排的目的,所以现有的铝合金轮毂锻造已不能满足卡车对轮毂的要求了。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提出一种重量轻,可降低油耗,能提高轮毂抗拉强度、屈服强度、延伸率性能的铝合金轮毂锻造方法。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的。本发明是一种铝合金轮毂锻造方法,其特点是:包括以下步骤,(1)备料:采用主要材质为Al直径为254mm的铸棒为基材,下料前对铸棒进行均质处理,所述的铸棒中除Al外还含有以下质量百分比含量的物质:Si为0.8-1.0%、Mg为0.9-1.2%、Cu为0.01-0.05%、Fe为0.01-0.5%、Mn为0.5-0.8%、Zn为0.01-0.05%、Ti为0.01-0.15%;(2)下料:采用圆棒挤压机将均质处理后的铸棒挤压为203mm的直径,挤压完成后得到挤压棒,将挤压棒用锯床锯成重量为35.8-36.2Kg的棒料后,放入温度为460-490℃的加热炉中预热2-3小时;(3)锻造:采用压力锻造机对挤压棒的正面进行预锻,锻成碗口形状,然后采用压力锻造机对挤压棒的反面锻一次,锻成桶状,最后通过旋压机将挤压棒滚压得到锻坯,锻坯呈轮毂的轮辋造型;(4)热处理:将锻坯固溶处理,固溶温度为530-540℃,固溶时间为2-3小时,在固溶处理后15秒内进行淬火,淬火温度为40-60℃,时间115-125秒,淬火后时效处理,时效温度为173-183℃,时效时间为8-12小时;(5)加工:将经过步骤(4)后的锻坯通过数控车床和加工中心加工后,得到轮毂成品。
本发明一种铝合金轮毂锻造方法技术方案中,进一步优选的技术方案特征是:
1、所述的铸棒中含有以下质量百分比含量的物质:Si为0.962%、Mg为0.924%、Cu为0.017%、Fe为0.34%、Mn为0.671%、Zn为0.01%、Ti为0.066%、余量为Al;
2、所述步骤(2)中用锯床将挤压棒锯成重量为36Kg的棒料后,放入温度为475℃的加热炉中预热2.5小时;
3、在步骤(3)中对挤压棒正面进行预锻的压力锻造机为6000T的压力锻造机;
4、在步骤(3)中对挤压棒反面锻一次的压力锻造机为12000T的压力锻造机;
5、在步骤(3)中将挤压棒进行滚压的旋压机为25T的旋压机;
6、所述步骤(4)中固溶温度为535℃,固溶时间为2.5小时,淬火温度为50℃,时间120秒,时效温度为178℃,时效时间为10小时。
与现有技术相比,本发明将直径为254mm的铸棒通过挤压、锻造、热处理和车床加工后得到成品轮毂,其轮毂抗拉强度、屈服强度、延伸率的机械性能提高了很多,同时,与现有轮毂重量相比,经本发明加工后的轮毂重量大幅度的降低,从而减少了卡车整车质量,整车的油耗也随之降低,实现了节能减排的目的。
具体实施方式
进一步描述本发明的具体技术方案,以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明,而不构成其权利的限制。
实施例1,一种铝合金轮毂锻造方法,包括以下步骤,(1)备料:采用主要材质为Al直径为254mm的铸棒为基材,下料前对铸棒进行均质处理,所述的铸棒中除Al外还含有以下质量百分比含量的物质:Si为0.8%、Mg为0.9%、Cu为0.01%、Fe为0.01%、Mn为0.5%、Zn为0.01%、Ti为0.01%;(2)下料:采用圆棒挤压机将均质处理后的铸棒挤压为203mm的直径,挤压完成后得到挤压棒,将挤压棒用锯床锯成重量为36Kg的棒料后,放入温度为460℃的加热炉中预热2小时;(3)锻造:采用压力锻造机对挤压棒的正面进行预锻,锻成碗口形状,然后采用压力锻造机对挤压棒的反面锻一次,锻成桶状,最后通过旋压机将挤压棒滚压得到锻坯,锻坯呈轮毂的轮辋造型;(4)热处理:将锻坯固溶处理,固溶温度为530℃,固溶时间为2小时,在固溶处理后15秒内进行淬火,淬火温度为40℃,时间115秒,淬火后时效处理,时效温度为173℃,时效时间为8小时;(5)加工:将经过步骤(4)后的锻坯通过数控车床和加工中心加工后,得到轮毂成品。所述本发明采用挤压棒,主要以Mg、Si、Mn三大成分为主,将直径为254mm的铸棒挤压为直径203mm的挤压棒,这样,可使锻压比达到最好的效果。
实施例2,一种铝合金轮毂锻造方法,包括以下步骤,(1)备料:采用主要材质为Al直径为254mm的铸棒为基材,下料前对铸棒进行均质处理,所述的铸棒中除Al外还含有以下质量百分比含量的物质:Si为1.0%、Mg为1.2%、Cu为0.05%、Fe为0.5%、Mn为0.8%、Zn为0.05%、Ti为0.15%;(2)下料:采用圆棒挤压机将均质处理后的铸棒挤压为203mm的直径,挤压完成后得到挤压棒,将挤压棒用锯床锯成重量为36Kg的棒料后,放入温度为490℃的加热炉中预热3小时;(3)锻造:采用压力锻造机对挤压棒的正面进行预锻,锻成碗口形状,然后采用压力锻造机对挤压棒的反面锻一次,锻成桶状,最后通过旋压机将挤压棒滚压得到锻坯,锻坯呈轮毂的轮辋造型;(4)热处理:将锻坯固溶处理,固溶温度为540℃,固溶时间为3小时,在固溶处理后15秒内进行淬火,淬火温度为60℃,时间125秒,淬火后时效处理,时效温度为183℃,时效时间为12小时;(5)加工:将经过步骤(4)后的锻坯通过数控车床和加工中心加工后,得到轮毂成品。
实施例3,一种铝合金轮毂锻造方法,包括以下步骤,(1)备料:采用主要材质为Al直径为254mm的铸棒为基材,下料前对铸棒进行均质处理,所述的铸棒中除Al外还含有以下质量百分比含量的物质:Si为0.9%、Mg为1.05%、Cu为0.03%、Fe为0.2%、Mn为0.7%、Zn为0.03%、Ti为0.08%;(2)下料:采用圆棒挤压机将均质处理后的铸棒挤压为203mm的直径,挤压完成后得到挤压棒,将挤压棒用锯床锯成重量为36Kg的棒料后,放入温度为475℃的加热炉中预热2.5小时;(3)锻造:采用压力锻造机对挤压棒的正面进行预锻,锻成碗口形状,然后采用压力锻造机对挤压棒的反面锻一次,锻成桶状,最后通过旋压机将挤压棒滚压得到锻坯,锻坯呈轮毂的轮辋造型;(4)热处理:将锻坯固溶处理,固溶温度为535℃,固溶时间为2.5小时,在固溶处理后15秒内进行淬火,淬火温度为50℃,时间120秒,淬火后时效处理,时效温度为178℃,时效时间为10小时;(5)加工:将经过步骤(4)后的锻坯通过数控车床和加工中心加工后,得到轮毂成品。
实施例4,一种铝合金轮毂锻造方法,包括以下步骤,(1)备料:采用主要材质为Al直径为254mm的铸棒为基材,下料前对铸棒进行均质处理,所述的铸棒中除Al外还含有以下质量百分比含量的物质:Si为0.962%、Mg为0.924%、Cu为0.017%、Fe为0.34%、Mn为0.671%、Zn为0.01%、Ti为0.066%;(2)下料:采用圆棒挤压机将均质处理后的铸棒挤压为203mm的直径,挤压完成后得到挤压棒,将挤压棒用锯床锯成重量为36Kg的棒料后,放入温度为475℃的加热炉中预热2.5小时;(3)锻造:采用压力锻造机对挤压棒的正面进行预锻,锻成碗口形状,然后采用压力锻造机对挤压棒的反面锻一次,锻成桶状,最后通过旋压机将挤压棒滚压得到锻坯,锻坯呈轮毂的轮辋造型;(4)热处理:将锻坯固溶处理,固溶温度为535℃,固溶时间为2.5小时,在固溶处理后15秒内进行淬火,淬火温度为50℃,时间120秒,淬火后时效处理,时效温度为178℃,时效时间为10小时;(5)加工:将经过步骤(4)后的锻坯通过数控车床和加工中心加工后,得到轮毂成品。
实施例5,实施例1-4任一项所述的铝合金轮毂锻造方法中:在步骤(3)中对挤压棒正面进行预锻的压力锻造机为6000T的压力锻造机。这样,使得铝合金材料流线平顺的充满模具型腔。
实施例6,实施例1-5任一项所述的铝合金轮毂锻造方法中:在步骤(3)中对挤压棒反面锻一次的压力锻造机为12000T的压力锻造机。这样,使得材料有最大的流动性,从而达到材料的最佳性能。
实施例7,实施例1-6任一项所述的铝合金轮毂锻造方法中:在步骤(3)中将挤压棒进行滚压的旋压机为25T的旋压机。这样,通过25T的旋压机将铸棒滚压得到锻坯。
本发明将实施例4中热处理后的铝合金轮毂与国内采用铝材牌号为6061的铝合金轮毂进行对比实验,数据如下:
从上表可知,本发明的铝合金轮毂与国内采用的铝材牌号为6061的铝合金轮毂相比,本发明的铝合金轮毂机械性能抗拉强度最高达到380Mpa,屈服强度最高达到361Mpa,延伸率最高达到16%,相对6061的铝合金轮毂抗拉强度350Mpa,屈服强度320Mpa,延伸率12%,其轮毂抗拉强度、屈服强度、延伸率的机械性能提高了很多。同时,得到的轮毂成品重量为22kg,与6061铝合金轮毂的25.6kg相比,大幅度的减轻了产品的重量,从而减少了卡车整车质量,降低了整车的油耗,实现了节能减排的目的。