CN111231574A - 一种锻造高强度铝合金轮毂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锻造高强度铝合金轮毂及其制备方法，其特点是，所述的轮毂由轮毂本体、内轴承安装面、外轴承安装面、油封安装面、车轮连接法兰安装面、制动盘连接安装面、半轴或轮毂端盖安装面、车轮止口安装面、半轴或端盖螺栓连接螺纹、轮胎螺栓孔和制动盘连接螺栓孔组成；锻造高强度铝合金轮毂的制备方法采用锻造挤压成型及成型后热处理的工艺；利用铝棒型材通过锻造挤压的生产方式成型，成型后经热处理、机械加工后成为成品铝轮毂；本发明是为了适应汽车轻量化、节能减排的发展趋式、解决汽车铸造铝轮毂缺陷多、强度低、刚度差、易碎裂的问题；解决汽车铸造球铁轮毂重量重的问题；解决现有轮毂生产过程中的环境污染问题。

Description

一种锻造高强度铝合金轮毂及其制备方法

技术领域：

本发明涉及汽车车桥轮毂，具体地讲是一种锻造高强度铝合金轮毂及其制备方法，用于汽车车桥。

背景技术：

目前，汽车车桥所匹配的轮毂有两种形式，一种是：铸造式球铁轮毂，材料多采用球墨铸铁。该种形式轮毂机械性能高，但是比重大，重量重；另一种是市场新出现的铸造式铝合金轮毂，该种铸造轮毂具有重量轻的优点，但由于铝属于活泼性元素，易氧化，铸造式铝合金轮毂有氧化夹渣、气孔、缩松、裂纹、冷隔等多种铸造缺陷形式，综合机械性能不高，易碎裂，在车辆高速运行中碎裂危害大，安全系数低。现有两种形式的轮毂均采用铸造成型，在生产过程中能耗大、产生废气、废渣，非环境友好型生产工艺。

发明内容：

本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种通用化、轻量化、环境友好型、锻造高强度铝合金轮毂。

本发明的另一目的是提供一种锻造高强度铝合金轮毂的制备方法。

本发明提供的技术方案是：一种锻造高强度铝合金轮毂，其特殊之处在于，轮毂为铝合金材料锻造一体型的结构，由轮毂本体、内轴承安装面、外轴承安装面、油封安装面、车轮连接法兰安装面、制动盘连接安装面、半轴或轮毂端盖安装面、车轮止口安装面、半轴或端盖螺栓连接螺纹、轮胎螺栓孔和制动盘连接螺栓孔组成；

所述的轮毂本体为带有法兰面的环形旋转体，其中法兰面为锥体结构，越靠近法兰外缘壁厚越小，轮毂本体的环形旋转体部分为锥体结构，越靠近法兰面根部壁厚越厚，锥体法兰面与环形旋转体相互垂直；在轮毂本体一端设有制动盘连接安装面，为非连续的平面，由多个均布凸台与轮毂本体连接，凸台上有与盘式制动器制动盘相配合的制动盘连接螺栓孔，相邻凸台之间有凹槽，凹槽根部成弧形形状；所述的车轮螺栓连接法兰安装面为非连续的平面，由多个均布凸台与轮毂本体法兰面连接，凸台上加工有与车轮相配合的轮胎螺栓孔，车轮螺栓连接法兰安装面与内轴承安装面、外轴承安装面、油封安装面相互垂直；在轮毂本体内腔设有内轴承安装面、外轴承安装面、油封安装面，三者同心，内轴承安装面与外轴承安装面之间设有环形凸台，以此调整内轴承和外轴承间距；在轮毂本体另一端设有半轴或轮毂端盖安装面，半轴或轮毂端盖安装面上设有与半轴或端盖连接的半轴或端盖螺栓连接螺纹，半轴或轮毂端盖安装面与内轴承安装面、外轴承安装面和油封安装面相互垂直；所述的车轮止口安装面为非连续的圆柱面，由多个均布凸台与轮毂本体连接，车轮止口安装面与内轴承安装面、外轴承安装面、油封安装面相互同心。

进一步的，所述的轮毂本体的环形旋转体外侧均匀布置多个沿圆周方向的小锥形体。

进一步的，所述的内轴承安装面和外轴承安装面之间设有调整内轴承和外轴承间距的环形台阶孔。

进一步的，所述的车轮连接法兰安装面厚度为32－38mm。

进一步的，所述的内轴承安装面和外轴承安装面设在轮毂本体中心，内轴承安装面和外轴承安装面中心线位于车轮连接法兰安装面一侧。

本发明的锻造高强度铝合金轮毂的制备方法，其特殊之处在于，包括如下工艺步骤：铝合金棒料锯断、清洗、探伤、预热、粗锻成型、精锻成型、探伤、热处理、机械加工、防腐涂装、包装；所述的铝合金轮毂的元素组成质量配比及机械性能指标如下：

元素组成质量配比：铜Cu：0.14～0.41%，锰Mn：0.13～0.16%，镁Mg：0.8～1.2%，锌Zn：0.23～0.26%，铬Cr：0.14～0.36%，钛Ti：0.14～0.18%，硅Si：0.5～0.8%，铁Fe：0.6～0.8%，余量为铝Al；

机械性能：抗拉强度≥330MPa，屈服强度≥300MPa，延伸率≥12%。

本发明的有益效果：1、重量轻，相对比铸造球铁轮毂可降重50%以上，相对比铸造铝轮毂可降重20%以上；2、强度高、韧性好；3、不易碎裂，安全系数高；3、极大减小车辆非簧载质量，有利于车辆的操纵稳定性、行驶平顺性、舒适性和燃油经济性；4、对环境友好，制备过程中能耗低且不产生有毒有害气体或废弃物。

附图说明：

图1是本发明的剖切面结构示意图；

图2是本发明的另一剖切面结构示意图；

图3是本发明的轴侧图；

图4是本发明的另一轴侧图。

具体实施方式：

为了更好地理解与实施，下面结合附图给出具体实施例详细说明本发明。

如图1、2、3、4所示，一种锻造高强度铝合金轮毂，轮毂为铝合金材料锻造一体型的结构；由轮毂本体1、内轴承安装面2、外轴承安装面3、油封安装面4、车轮连接法兰安装面5、制动盘连接安装面6、半轴或轮毂端盖安装面7、车轮止口安装面8、半轴或端盖螺栓连接螺纹9、轮胎螺栓孔10和制动盘连接螺栓孔11组成；

轮毂本体1为带有法兰面的环形旋转体，其中法兰面为锥体结构，越靠近法兰外缘壁厚越小，轮毂本体1的环形旋转体部分为锥体结构，越靠近法兰面根部壁厚越厚，锥体法兰面与环形旋转体相互垂直，为了保证半轴或端盖螺栓连接螺纹9有足够的外部连接机械强度，在环形旋转体外侧均布多个沿圆周方向均匀布置的小锥形体；在轮毂本体1一端设置有制动盘连接安装面6，为非连续的平面，由多个均布凸台与轮毂本体连接，凸台上加工有与盘式制动器制动盘相配合的制动盘连接螺栓孔11，相邻凸台之间有凹槽，凹槽根部成弧形形状；车轮连接法兰安装面5厚度为32－38mm，车轮连接法兰部5为非连续的平面，由多个均布凸台与轮毂本体1连接，凸台上加工有轮胎螺栓孔10，车轮连接法兰安装面5与内轴承安装面2、外轴承安装面3、油封安装面4呈相互垂直的关系；在轮毂本体1内腔布置有内轴承安装面2、外轴承安装面3、油封安装面4，三者呈同心关系；内轴承安装面2和外轴承安装面3之间布置有环形台阶孔，以此调整内轴承和外轴承间距，环形凸台设有多处凹槽，以方便拆卸轴承用；内轴承安装面2和外轴承安装面3在轮毂本体1中心，内轴承安装面2和外轴承安装面3中心线位于车轮连接法兰安装面5一侧；在轮毂本体1另一端布置有半轴或轮毂端盖安装面7，半轴或轮毂端盖安装面7上有与半轴或端盖连接的半轴或端盖螺栓连接螺纹9，半轴或轮毂端盖安装面7与内轴承安装面2、外轴承安装面3、油封安装面4呈相互垂直的关系；车轮止口安装面8为非连续的圆柱面，由多个均布凸台与轮毂本体1连接，车轮止口安装面8与内轴承安装面2、外轴承安装面3和油封安装面4呈相互同心的关系。

本发明的一种锻造高强度铝合金轮毂，其制备方法包括如下工艺步骤：铝合金棒料锯断、清洗、探伤、预热、粗锻成型、精锻成型、探伤、热处理、机械加工、防腐涂装、包装；锻造高强度铝合金轮毂具有较强的机械性能，元素组成质量配比及机械性能指标如下：

元素组成质量配比：铜Cu :0.14～0.41%，锰Mn :0.13～0.16%，镁Mg :0.8～1.2%，锌Zn :0.23～0.26%，铬Cr :0.14～0.36%，钛Ti :0.14～0.18%，硅Si :0.5～0.8%，铁Fe :0.6～0.8%，余量为铝Al；

机械性能：抗拉强度≥330MPa，屈服强度≥300MPa，延 伸 率≥12%。

Claims (6)

1.一种锻造高强度铝合金轮毂，其特征在于，轮毂为铝合金材料锻造一体型的结构，由轮毂本体（1）、内轴承安装面（2）、外轴承安装面（3）、油封安装面（4）、车轮连接法兰安装面（5）、制动盘连接安装面（6）、半轴或轮毂端盖安装面（7）、车轮止口安装面（8）、半轴或端盖螺栓连接螺纹（9）、轮胎螺栓孔（10）和制动盘连接螺栓孔（11）组成；

所述的轮毂本体（1）为带有法兰面的环形旋转体，其中法兰面为锥体结构，越靠近法兰外缘壁厚越小，轮毂本体（1）的环形旋转体部分为锥体结构，越靠近法兰面根部壁厚越厚，锥体法兰面与环形旋转体相互垂直；在轮毂本体（1）一端设有制动盘连接安装面（6），为非连续的平面，由多个均布凸台与轮毂本体（1）连接，凸台上有与盘式制动器制动盘相配合的制动盘连接螺栓孔（11），相邻凸台之间有凹槽，凹槽根部成弧形形状；所述的车轮螺栓连接法兰安装面（5）为非连续的平面，由多个均布凸台与轮毂本体（1）法兰面连接，凸台上加工有与车轮相配合的轮胎螺栓孔（10），车轮螺栓连接法兰安装面（5）与内轴承安装面（2）、外轴承安装面（3）、油封安装面（4）相互垂直；在轮毂本体（1）内腔设有内轴承安装面（2）、外轴承安装面（3）、油封安装面（4），三者同心，内轴承安装面（2）与外轴承安装面（3）之间设有环形凸台，以此调整内轴承和外轴承间距；在轮毂本体（1）另一端设有半轴或轮毂端盖安装面（7），半轴或轮毂端盖安装面（7）上设有与半轴或端盖连接的半轴或端盖螺栓连接螺纹（9），半轴或轮毂端盖安装面（7）与内轴承安装面（2）、外轴承安装面（3）和油封安装面（4）相互垂直；所述的车轮止口安装面（8）为非连续的圆柱面，由多个均布凸台与轮毂本体（1）连接，车轮止口安装面（8）与内轴承安装面（2）、外轴承安装面（3）、油封安装面（4）相互同心。

2.根据权利要求1所述的一种锻造高强度铝合金轮毂，其特征在于，所述的轮毂本体（1）的环形旋转体外侧均匀布置多个沿圆周方向的小锥形体。

3.据权利要求1所述的一种锻造高强度铝合金轮毂，其特征在于，所述的内轴承安装面（2）和外轴承安装面（3）之间设有调整内轴承和外轴承间距的环形台阶孔。

4.根据权利要求1所述的一种锻造高强度铝合金轮毂，其特征在于，所述的车轮连接法兰安装面（5）厚度为32－38mm。

5.根据权利要求1所述的一种锻造高强度铝合金轮毂，其特征在于，所述的内轴承安装面（2）和外轴承安装面（3）设在轮毂本体（1）中心，内轴承安装面（2）和外轴承安装面（3）中心线位于车轮连接法兰安装面（5）一侧。

6.实现权利要求1-5所述的任意一种锻造高强度铝合金轮毂的制备方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：铝合金棒料锯断、清洗、探伤、预热、粗锻成型、精锻成型、探伤、热处理、机械加工、防腐涂装、包装；所述的铝合金轮毂的元素组成质量配比及机械性能指标如下：

元素组成质量配比：铜Cu：0.14～0.41%，锰Mn：0.13～0.16%，镁Mg：0.8～1.2%，锌Zn：0.23～0.26%，铬Cr：0.14～0.36%，钛Ti：0.14～0.18%，硅Si：0.5～0.8%，铁Fe：0.6～0.8%，余量为铝Al；

机械性能：抗拉强度≥330MPa，屈服强度≥300MPa，延伸率≥12%。

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