CN109797324B - 一种防锈合金轮毂的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车配件技术领域，特别是涉及一种防锈合金轮毂的制造方法。一种防锈合金轮毂的制造方法，包括以下步骤：A.将铝合金材料加热至液态，并于铝合金溶液中加入氧化锆，搅拌均匀；B.将步骤A所得溶液注入轮毂模具中并进行二道冷却，首道冷却温度为665℃‑670℃，二道冷却温度为室温；C.将冷却成型后的轮毂半成品从模具中脱离，将轮毂半成品的外侧朝下半浸没于蜡膜防锈油液体中一段时间后，取出静置；D.对步骤C所得的轮毂半成品内侧喷涂防锈液；E.对步骤D所得的轮毂半成品以活性炭进行整体镀膜，得到轮毂成品。本发明制造出的轮毂耐高温、耐腐蚀，能够抗气体、液体、固体多种腐蚀性物质的腐蚀，不易生锈。

Description

一种防锈合金轮毂的制造方法

技术领域

本发明属于汽车配件技术领域，特别是涉及一种防锈合金轮毂的制造方法。

背景技术

汽车的轮毂在日常使用时不仅直接暴露于空气中，而且经常沾覆泥水，存在以下问题：空气中存在多种易腐蚀金属的气体，同时由于车辆经过多种无法判断的路况，所沾覆的泥水中可能携带腐蚀性的化学成分，不经常清洗则非常容易生锈。

现有的轮毂通常针对轮毂中的某些部件进行强化防锈，例如中国专利CN207212894U公开的技术内容：一种防腐防锈轮毂螺栓，包括轮毂螺栓本体，所述轮毂螺栓本体的一端设置有螺栓头部，另一端设置有螺栓尾部，所述螺栓头部的表面设置有轮毂螺栓不锈钢帽，且螺栓头部与轮毂螺栓不锈钢帽通过冲压床冲压铆接，所述螺栓头部的下方边缘处设置有不锈钢压扣；

所述螺栓尾部远离螺栓头部的一端内部设置有锌块安装孔，所述锌块安装孔的内部设置有锌块，所述锌块的上表面设置有锌块开口槽，且锌块与锌块安装孔通过螺纹固定连接。

上述技术还是通过物理的手段来对轮毂的配件进行防腐防锈的保护，其不仅针对性较为单一，仅能适用于轮毂螺栓，而且防腐防锈的效果不太理想。

因此，设计一款可抗多种气体、液体、固定腐蚀物的腐蚀，不易生锈的轮毂非常必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防锈合金轮毂的制造方法，本发明制造出的轮毂耐高温、耐腐蚀，能够抗气体、液体、固体多种腐蚀性物质的腐蚀，不易生锈。

为了达到上述的目的，本发明采取以下技术方案：

一种防锈合金轮毂的制造方法，包括以下步骤：

A.将铝合金材料加热至液态，并于铝合金溶液中加入氧化锆，搅拌均匀；

B.将步骤A所得溶液注入轮毂模具中并进行二道冷却，首道冷却温度为665℃-670℃，二道冷却温度为室温；

C.将冷却成型后的轮毂半成品从模具中脱离，将轮毂半成品的外侧朝下半浸没于蜡膜防锈油液体中一段时间后，取出静置；

D.对步骤C所得的轮毂半成品内侧喷涂防锈液；

E.对步骤D所得的轮毂半成品以活性炭进行整体镀膜，得到轮毂成品。

在合金中加入耐腐蚀物质氧化锆可防止腐蚀物质对轮毂内部进行腐蚀，即使表面被腐蚀了，但是仍能保证轮毂的内部不会被腐蚀。氧化锆具有熔点和沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

所述步骤A中的铝合金加热温度为700℃-730℃，所述氧化锆为单斜氧化锆粉末且其粒径不大于10nm。单斜氧化锆地熔点温度为950℃，在铝合金加热温度下其仍为固体状，将其制备为粉末状可增加氧化锆与铝合金溶液之间搅拌的均匀度。

所述步骤A中铝合金材料与氧化锆的质量比为70：1-80：1。单个铝合金轮毂的重量一般为8-18千克，而氧化锆的添加用于增加轮毂的化学稳定性的作用，其含量太多会造成成本的浪费，而太少则防锈效果不明显。

所述步骤B中，将铝合金溶液冷却至首道冷却温度的降温时间为0.5-1分钟，并于首道冷却温度状态下停留4-5分钟；铝合金溶液从首道冷却温度至二道冷却温度的降温时间为2-3.5分钟。在第一道冷却温度时停留一段时间，可保证耐腐蚀物质的性状更稳定，耐腐蚀效果更好。

所述铝合金溶液的二道冷却采用先水冷淬火后风冷淬火的方式，水冷淬火的时间为1-1.5分钟，风冷淬火的时间为1-2分钟。铝合金的冷却时间越快其机械强度越好，因此，采用水冷淬火和风冷淬火结合的方式可有效地减少铝合金冷却时间。

所述步骤C中浸没时间为8-10分钟，静置时间为0.5-0.7小时。静置较长时间可使蜡膜防锈油能够更好地包覆轮毂表面，不易脱落。

蜡膜防锈油是由成膜剂、高效缓蚀剂和基础油组成的一种溶剂稀释型防锈油，与其他类型的防锈油相比，蜡膜油具有油膜薄、防锈性好、涂层美观等特点。

所述步骤D中喷涂防锈液的次数为3次，首次喷涂和二次喷涂的间隔时间、与二次喷涂和三次喷涂的间隔时间的比为1：1.7。由于轮毂为多棱角的物体，单次喷涂的覆盖率有限，多次喷涂可保证防锈液覆盖至轮毂的各个角落。

防锈液有很高的防腐性能和极强的附着力，不含甲醛、苯、重金属等有害物质，有利于环境保护和操作者的身心健康，干燥后变为透明光亮膜层，可以用做最终的防腐涂层，也可作为防锈底漆使用。

所述步骤E中镀膜的厚度不大于8微米。由于防锈液和防锈油均具有一定的寿命，一般需要间隔一年进行再次涂覆，而在防锈液和防锈油外进行活性炭的镀膜可极大地提高防锈液和防锈油的寿命，进一步地增加轮毂的防锈效果。

本发明具有以下技术特点：

1)由于轮毂外侧容易受到气体和液体腐蚀性物质的腐蚀，内表面则容易积累固体腐蚀物，针对性地设计两款防锈剂可更好地起到防锈的效果。

2)本发明通过对轮毂内部材料和外部防锈这两道防锈，进行轮毂防锈的保护，更好地提高了轮毂防锈的效果。

具体实施方式

以下具体实施例是对本发明提供的方法与技术方案的进一步说明，但不应理解成对本发明的限制。

本实施例中，采用合金牌号为7075的铝合金，其各化学成分的组分为：硅0.236、铁0.5、铜1.2-2.0、锰0.3、镁2.1-2.9、铬0.18-0.28、锌5.1-6.1、钛0.2、铝余量。

实施例一，一种防锈合金轮毂的制造方法，包括以下步骤：

A.将铝合金材料加热至液态，加热温度为700℃，并于铝合金溶液中加入粒径8nm的单斜氧化锆，搅拌均匀，其中，铝合金材料与氧化锆的质量比为70：1；

B.将步骤A所得溶液注入轮毂模具中并进行二道冷却，首道冷却温度为665℃，二道冷却温度为室温，将铝合金溶液冷却至首道冷却温度的降温时间为0.5分钟，并于首道冷却温度状态下停留4分钟；铝合金溶液从首道冷却温度至二道冷却温度的降温时间为2分钟；

其中，铝合金溶液的二道冷却采用先水冷淬火后风冷淬火的方式，水冷淬火的时间为1分钟，风冷淬火的时间为1分钟；

C.将冷却成型后的轮毂半成品从模具中脱离，将轮毂半成品的外侧朝下半浸没于蜡膜防锈油液体中8分钟后，取出静置0.5小时；

D.对步骤C所得的轮毂半成品内侧喷涂3次防锈液，首次喷涂和二次喷涂的间隔时间、与二次喷涂和三次喷涂的间隔时间的比为1：1.7；

E.对步骤D所得的轮毂半成品以活性炭进行整体镀膜，镀膜的厚度8微米，得到轮毂成品。

实施例二，一种防锈合金轮毂的制造方法，包括以下步骤：

A.将铝合金材料加热至液态，加热温度为730℃，并于铝合金溶液中加入粒径10nm的单斜氧化锆，搅拌均匀，其中，铝合金材料与氧化锆的质量比为80：1；

B.将步骤A所得溶液注入轮毂模具中并进行二道冷却，首道冷却温度为670℃，二道冷却温度为室温，将铝合金溶液冷却至首道冷却温度的降温时间为1分钟，并于首道冷却温度状态下停留5分钟；铝合金溶液从首道冷却温度至二道冷却温度的降温时间为3.5分钟；

其中，铝合金溶液的二道冷却采用先水冷淬火后风冷淬火的方式，水冷淬火的时间为1.5分钟，风冷淬火的时间为2分钟；

C.将冷却成型后的轮毂半成品从模具中脱离，将轮毂半成品的外侧朝下半浸没于蜡膜防锈油液体中10分钟后，取出静置0.7小时；

D.对步骤C所得的轮毂半成品内侧喷涂3次防锈液，首次喷涂和二次喷涂的间隔时间、与二次喷涂和三次喷涂的间隔时间的比为1：1.7；

E.对步骤D所得的轮毂半成品以活性炭进行整体镀膜，镀膜的厚度8微米，得到轮毂成品。

实施例三，一种防锈合金轮毂的制造方法，包括以下步骤：

A.将铝合金材料加热至液态，加热温度为710℃，并于铝合金溶液中加入粒径9.5nm的单斜氧化锆，搅拌均匀，其中，铝合金材料与氧化锆的质量比为75：1；

B.将步骤A所得溶液注入轮毂模具中并进行二道冷却，首道冷却温度为668℃，二道冷却温度为室温，将铝合金溶液冷却至首道冷却温度的降温时间为0.8分钟，并于首道冷却温度状态下停留4.5分钟；铝合金溶液从首道冷却温度至二道冷却温度的降温时间为3分钟；

其中，铝合金溶液的二道冷却采用先水冷淬火后风冷淬火的方式，水冷淬火的时间为1.5分钟，风冷淬火的时间为1.5分钟；

C.将冷却成型后的轮毂半成品从模具中脱离，将轮毂半成品的外侧朝下半浸没于蜡膜防锈油液体中9分钟后，取出静置0.6小时；

D.对步骤C所得的轮毂半成品内侧喷涂3次防锈液，首次喷涂和二次喷涂的间隔时间、与二次喷涂和三次喷涂的间隔时间的比为1：1.7；

E.对步骤D所得的轮毂半成品以活性炭进行整体镀膜，镀膜的厚度不大于8微米，得到轮毂成品。

对比例：

A.将铝合金材料加热至液态，加热温度为710℃；

B.将步骤A所得溶液注入轮毂模具中并进行二道冷却，首道冷却温度为668℃，二道冷却温度为室温，将铝合金溶液冷却至首道冷却温度的降温时间为0.8分钟，并于首道冷却温度状态下停留4.5分钟；铝合金溶液从首道冷却温度至二道冷却温度的降温时间为3分钟；

C.将冷却成型后的轮毂成品从模具中脱离。

根据实施例一、实施例二、实施例三分别制得样品A、样品B、样品C各15件，先依据国标GB/T 5334-2005《乘用车车轮性能要求和试验方法》、GB/T 15704-2012《道路车辆轻合金车轮冲击试验方法》、GB/T 9769-2005《轮辋轮廓检测》、QC/T 242-2014《汽车车轮静不平衡量要求及检测方法》、产品明示质量指标等进行质量检测，再与对比例制得的轮毂15件分别进行防锈实验，具体实验环境如下：

1)气体防锈实验，将样品A、样品B、样品C和对比例各5件分别置于充满相同的二氧化碳、二氧化硫和二氧化氮混合气体的密闭空间中，放置6个月后观察轮毂的被腐蚀率。

2)液体防锈实验，将样品A、样品B、样品C和对比例各5件分别完全浸没于相同的硫酸、硝酸和水的混合液体中，静置6个月后观察轮毂的被腐蚀率。

3)固体防锈实验，将样品A、样品B、样品C和对比例各5件分别埋没于相同的混合有生石灰、由城市道路边所得的泥土中，放置6个月后观察轮毂的被腐蚀率。

检测结果如下：

1)轮辋的检验周长，符合(1109.2～1111.7)mm的标准；

2)车轮静不平衡量为363.2g.cm，符合小于等于450g.cm的标准；

3)动态弯曲疲劳试验，符合施加1957N.m的弯矩，能承受100000次以上试验，车轮任何部位不应出现原始裂纹产生扩展或出现应力导致侵入车轮断面的可见裂纹，且车轮能继续承受载荷的要求；

4)动态径向疲劳试验，符合施加11025N径向载荷，能承受500000次以上试验，车轮任何部位不应出现原始裂纹产生扩展或出现应力导致侵入车轮断面的可见裂纹，且车轮能继续承受载荷的要求；

5)冲击试验，符合经撞击锤重量480kg，坠落高度230mm试验后，车轮应符合：不允许有可见裂纹穿透车轮中心部分的截面，不允许出现车轮中心部分与轮辋分离，轮胎气压不能在1分钟内全部泄露的要求。

由上述检测可得，样品A、样品B、样品C均符合国家标准，尤其是第二项检测，所得数据低于国家标准较多，产品质量优良。

实验结果如下(表中数据为每组样品中5各轮毂的被腐蚀率的平均值，即腐蚀面积与轮毂总面积的比)：

	气体防锈实验结果	液体防锈实验结果	固体防锈实验结果
				样品A	21％	41％	19％
样品B	14％	32％	11％
				样品C	11％	27％	9％
对比例	89％	100％	78％

由上表可知，三组样品中样品C的防锈效果最好，其次为样品B，效果最差的为样品A。但是基于本实验是将三组样品置于高腐蚀性的环境中，其结果与普通轮毂相比均较为优异。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护范围内。

Claims (7)

1.一种防锈合金轮毂的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.将铝合金材料加热至液态，并于铝合金溶液中加入氧化锆，搅拌均匀；

B.将步骤A所得溶液注入轮毂模具中并进行二道冷却，第一道冷却温度为665℃-670℃，第二道冷却温度为室温；在第一道冷却温度时停留一段时间；

C.将冷却成型后的轮毂半成品从模具中脱离，将轮毂半成品的外侧朝下半浸没于蜡膜防锈油液体中一段时间后，取出静置；

D.对步骤C所得的轮毂半成品内侧喷涂防锈液；

E.对步骤D所得的轮毂半成品以活性炭进行整体镀膜，得到轮毂成品；

其中，步骤A中，所述氧化锆为单斜氧化锆粉末且其粒径不大于10nm；

所述铝合金溶液的第二道冷却采用先水冷淬火后风冷淬火的方式，水冷淬火的时间为1-1.5分钟，风冷淬火的时间为1-2分钟。

2.根据权利要求1所述的一种防锈合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述步骤A中的铝合金加热温度为700℃-730℃。

3.根据权利要求2所述的一种防锈合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述步骤A中铝合金材料与氧化锆的质量比为70：1-80：1。

4.根据权利要求1所述的一种防锈合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述步骤B中，将铝合金溶液冷却至第一道冷却温度的降温时间为0.5-1分钟，并于第一道冷却温度状态下停留4-5分钟；铝合金溶液从第一道冷却温度至第二道冷却温度的降温时间为2-3.5分钟。

5.根据权利要求1所述的一种防锈合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述步骤C中浸没时间为8-10分钟，静置时间为0.5-0.7小时。

6.根据权利要求1所述的一种防锈合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述步骤D中喷涂防锈液的次数为3次，首次喷涂和二次喷涂的间隔时间、与二次喷涂和三次喷涂的间隔时间的比为1：1.7。

7.根据权利要求1所述的一种防锈合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述步骤E中镀膜的厚度不大于8微米。