CN109822074A - 一种铝合金轮毂热室挤压铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金轮毂热室挤压铸造工艺，本发明的铝合金轮毂热室挤压铸造工艺,采用塑性成形的方法,根据零件形状的特点,适于采用挤压成形，成功地解决了铝合金轮毂的制造技术,用铝合金整体成形方法代替传统的钢板焊接加工和铸造工艺,减轻重量60％,抗拉强度、屈服强度和机械性能得到改善,提高了车辆加速和减速性能,减少油耗,提高了车辆的运行速度。

Description

一种铝合金轮毂热室挤压铸造工艺

技术领域

本发明涉及压铸制造技术领域，具体是一种铝合金轮毂热室挤压铸造工艺。

背景技术

轮毂是汽车的重要组成部分，主要作用是承重以及车轮转动前进，既承受轴向载荷又承受径向载荷，轮毂的性能对于车辆的整体性能影响很大，合金轮毂具有重量轻、惯性阻力小、制作精度高、散热性能好等优点，有利于提高汽车的直线行驶性能，减轻轮胎滚动阻力，目前市场上的汽车轮毂主要以铝合金为主。

在铝合金轮毂铸造过程中，包括以下步骤：需要在铸造机上安装模具，模具合模，浇铸铝水至模具型腔内；浇铸完成后需要对轮毂进行冷却；冷却完成后，打开模具，将轮毂取出。然而，现有的轮毂铸造过程中，自动化程度不高，人工参于程度高。常用的铝合金轮毂的铸造方法有三种：重力铸造、锻造和低压挤压铸造，其中挤压铸造方法是常用的铝合金轮毂制造方法，但挤压铸造法成品率低,并且容易产生冷隔、气孔、收缩、变形等缺陷,不能满足对强度、韧性和抗疲劳的性能的要求。因此,本申请采用塑性成形的方法,根据零件形状的特点,适于采用挤压成形,成形出来的制品尺寸精度高、组织和性能均匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金轮毂热室挤压铸造工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铝合金轮毂热室挤压铸造工艺，包括以下步骤：

步骤1、加热，根据铝合金的性能特点确定锻造温度；

步骤2，预加工，加工出在挤压机上的定位面和去除毛坯表面的毛刺；

步骤3、预制坯，采用墩粗方式加工毛坯，压铸机采用三个滚轮对毛坯墩分刀进行挤压，利用主轴以及旋轮的高速旋转对毛坯墩的轮辋进行挤压；

步骤4、反挤压，包括第一次反挤压和第二次反挤压，第一次反挤压方法如下：在凹模的顶块中加一垫块,坯料在凸模和垫块的共同的作用下将产生孔，挤压过程采用最大压力,当滑块行程不变时,挤压结束,将坯料取,把底冲掉；

第二次反挤压方法如下：将垫块取出,凸模的部分从坯料孔内进入,坯料在凸模的作用下产生轴向变形,使金属在规定的环状间隙中向上流动,坯料高度增加形成深孔；

步骤5、机加工；

步骤6、热处理，采用淬火配合人工时效的方式进行热处理。

作为本发明进一步的方案：在预制坯前对毛坯定位面进行加工。

作为本发明进一步的方案：第一次反挤压和第二次反挤压过程中将坯料加热到450℃，保温3h，模具温度加热到460℃，挤压时使用带有热电偶测控温的加热保温装置进行补热。

作为本发明进一步的方案：第一次反挤压和第二次反挤压过程前在挤压模内壁均匀地涂覆石墨水润滑剂。

作为本发明进一步的方案：所述步骤5中机加工设备包括普通金切机床组成的流水线或由1台数控车床和1台数控加工中心为主,辅以一台金切机床组成的加工单元。

作为本发明进一步的方案：所述步骤6中热处理的方法为：在硝盐炉内进行淬火处理，淬火处理后，在4～48h之内进行人工时效处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的铝合金轮毂热室挤压铸造工艺,成功地解决了铝合金轮毂的制造技术,用铝合金整体成形方法代替传统的钢板焊接加工和铸造工艺,减轻重量60％,抗拉强度、屈服强度和机械性能得到改善,提高了车辆加速和减速性能,减少油耗,提高了车辆的运行速度。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种铝合金轮毂热室挤压铸造工艺，以铝合金LC4材料为原材进行铸造，包括以下步骤：

步骤1、加热，根据LC4铝合金的性能特点确定锻造温度，具体为：LC4铝合金轮毂模锻件的锻造温度为400～460℃,开锻温度为440～460℃，对于LC4铝合金模锻件,为了获得未再结晶的细晶组织,金属的变形温度应尽可能控制高一些。但是,开锻温度过高时, 已变形过的坯料在加热过程中将会发生晶粒急剧长大,结果使锻件的力学性能降低。另外,LC4铝合金在变形过程中温度低,晶粒长大得很快,容易形成粗晶。为减少粗晶的产生, 在生产时我们严格控制开锻温度,使终锻温度保证在400℃以上,从而减少了粗晶的产生；

步骤2，预加工，加工出在挤压机上的定位面和去除毛坯表面的毛刺，精确挤压等体积变形用料，确定变形比，以获得轮辋最佳机械性能；

步骤3、预制坯，采用墩粗方式加工毛坯，压铸机采用三个滚轮对毛坯墩分刀进行挤压，利用主轴以及旋轮的高速旋转对毛坯墩的轮辋进行挤压，改变轮辋的金相组织，从而增加轮辋的机械性能，以及获得平整的端面及所需坯料直径和高度,为反挤压过程做准备；在镦粗的过程中,坯料高度降低、断面增大,金属在向下的同时又向水平方向流动,在3向压应力的作用下,金属内部存在的微观缺陷得以消除,同时金属的塑性和致密性也得到了改善；

此外，在挤压前需要对毛坯定位面进行加工，因毛坯需与旋模定位进行配合，加工定位面后可使在挤压过程中，将毛坯同心地适当装夹在适当的芯模，达到挤压后壁厚均匀一致的效果；

步骤4、反挤压，包括第一次反挤压和第二次反挤压，第一次反挤压方法如下：在凹模的顶块中加一垫块,坯料在凸模和垫块的共同的作用下将产生孔，挤压过程采用最大压力,当滑块行程不变时,挤压结束,将坯料取,把底冲掉；第二次反挤压方法如下：将垫块取出,凸模的部分从坯料孔内进入,由于内孔已部分成形,成形后的部分内孔对反挤凸模有一定的导向作用,因而有利于减少壁厚差的产生，坯料在凸模的作用下产生轴向变形,使金属在规定的环状间隙中向上流动,坯料高度增加形成深孔；

两次反挤压过程中将坯料加热到450℃，保温3h，模具温度加热到460℃，挤压时使用带有热电偶测控温的加热保温装置进行补热，此外，反挤压前在挤压模内壁均匀地涂覆石墨水润滑剂,在加热状态下,水分蒸发,在挤压模内壁形成一层致密的石墨薄膜,从而达到润滑效果；

反挤压不但可以减少镦挤工序的成形难度和变形抗力,保证镦挤后获得无折叠、裂纹和其它缺陷的优质锻件,而且也有利于减少镦挤模具的磨损,提高镦挤模具的使用寿命；

步骤5、机加工，由普通金切机床组成流水线或由1台数控车床和1台数控加工中心为主,辅以金切机床组成一个加工单元来完成；

步骤6、热处理，对于LC4铝合金零件的热处理采用淬火配合人工时效的方式，在硝盐炉内进行淬火处理，淬火处理后，在4h或者48h之内进行人工时效。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种铝合金轮毂热室挤压铸造工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、加热，根据铝合金的性能特点确定锻造温度；

步骤2，预加工，加工出在挤压机上的定位面和去除毛坯表面的毛刺；

步骤3、预制坯，采用墩粗方式加工毛坯，压铸机采用三个滚轮对毛坯墩分刀进行挤压，利用主轴以及旋轮的高速旋转对毛坯墩的轮辋进行挤压；

步骤4、反挤压，包括第一次反挤压和第二次反挤压，所述第一次反挤压方法如下：在凹模的顶块中加一垫块,坯料在凸模和垫块的共同的作用下将产生孔，挤压过程采用最大压力,当滑块行程不变时,挤压结束,将坯料取,把底冲掉；

所述第二次反挤压方法如下：将垫块取出,凸模的部分从坯料孔内进入,坯料在凸模的作用下产生轴向变形,使金属在规定的环状间隙中向上流动,坯料高度增加形成深孔；

步骤5、机加工；

步骤6、热处理，采用淬火配合人工时效的方式进行热处理。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂热室挤压铸造工艺，其特征在于：在步骤3预制坯前对毛坯定位面进行加工。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂热室挤压铸造工艺，其特征在于：所述第一次反挤压和第二次反挤压过程中将坯料加热到450℃，保温3h，模具温度加热到460℃，挤压时使用带有热电偶测控温的加热保温装置进行补热。

4.根据权利要求1或3所述的一种铝合金轮毂热室挤压铸造工艺，其特征在于：所述第一次反挤压和第二次反挤压过程前在挤压模内壁均匀地涂覆石墨水润滑剂。

5.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂热室挤压铸造工艺，其特征在于：所述步骤5中机加工设备包括普通金切机床组成的流水线或由1台数控车床、1台数控加工中心以及1台金切机床组成的加工单元。

6.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂热室挤压铸造工艺，其特征在于：所述步骤6中热处理的方法为：在硝盐炉内进行淬火处理，淬火处理后，在4～48h之内进行人工时效处理。