CN112440077A - 一种铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,包括以下工艺流程:首先对毛坯铝板进行卷筒,采用牌号为6061,厚度为8mm的铝板进行卷筒操作,将铝板卷成内径为530‑570mm的圆筒,其中所述6061铝合金按质量比包括Cu 0.15%‑0.4%、Mg 0.45%‑0.9%、Si 0.4%‑0.8%、Cr 0.04%‑0.15%;然后对卷筒后的毛坯铝板进行搅拌摩擦焊接。将轮坯在机床上进行固定,然后使用高速旋转的焊接头对铝板接头处进行搅拌摩擦焊接;再对初步形成轮坯进行退火处理;该铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,通过直接将铝板进行卷筒,避免原料的熔铸过程,降低原料的蒸发损耗,提高原料的利用率;在搅拌摩擦焊接后,对轮坯进行退火处理,能提高轮坯的可塑性,便于下一步的轮坯旋压成形。
Description
技术领域
本发明涉及轮毂铸造技术领域,具体为一种铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法。
背景技术
出于能源及环保的考虑,汽车轻量化研究受到了世界各国的广泛关注,减轻汽车转动部件的重量是节油最有效的手段之一,因此铝合金轮毂已经得到大量使用,高端车已经采用镁合金轮毂。 采用铝合金轮毂具有以下优点: (1)比强度高,铝合金轮毂的重量与钢质轮毂相比重量减轻了近2/3, 有资料表明,四个轮毂减轻的重量节油5~8%。 (2)散热性能好,可以提高轮胎寿命,提高汽车行驶的安全性。 (3)吸能性好,可以吸收来自于路面的振动与噪声,提高车辆行驶平稳性。 (4)刚性高,可以有效地减少路面冲击对于轮辋的伤害。 (5)造型限制少,可以按照要求设计出各式轮辋。
但是现有的铝合金轮毂旋压铸造工艺在铸造过程,尤其是铝合金的热处理流程,直接熔铸导致大量的原料料蒸发,使得材料浪费严重,同时轮坯的的铸造变形严重,严重影响后续操作,以及轮坯强度低等问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,具备节省原料铸造时间端短的优点,解决了轮坯的的铸造变形严重,严重影响后续操作,以及轮坯强度低的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,其特征在于,包括以下工艺流程:
一种铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,包括以下工艺流程:
S1,对毛坯铝板进行卷筒,采用牌号为6061,厚度为8mm的铝板进行卷筒操作,将铝板卷成内径为530-570mm的圆筒,其中所述6061铝合金按质量比包括Cu 0.15%-0.4%、Mg0.45%-0.9%、Si 0.4%-0.8%、Cr 0.04%-0.15%;
S2,对卷筒后的毛坯铝板进行搅拌摩擦焊接。将轮坯在机床上进行固定,然后使用高速旋转的焊接头对铝板接头处进行搅拌摩擦焊接;
S3,对初步形成轮坯进行退火处理,将成型的轮坯装箱入炉,在580℃-643℃保温至1h-2h;
S4,旋压成形,用机械手抓取从加热炉中出来的铝轮坯并将铝轮坯放在旋压模具上,控制旋压模具上方的上尾顶工装下行与旋压模具共同夹紧铝轮坯,然后由旋压刀具对铝轮坯进行旋压加工,控制上尾顶工装上行至原始点,控制旋压模具内侧的顶料器向上顶已完成旋压加工的旋坯,使旋坯脱离旋压模具;
S5,对轮坯进行机加工,去除轮坯表面毛刺,采用机械振动研磨的方式处理。通过研磨材料与轮坯的相互摩擦去除毛刺;
S6,进行轮坯再次进行淬火处理,将轮坯放置在固溶炉中,固溶炉的温度控制在温度在525℃-535℃之间;从固溶炉出来20s内,在70℃的溶液里淬火;在温度为155℃-170℃,持续时间5小时的人工时效;
S7,旋压校形,利用旋压机对轮坯做校形处理,使得轮坯的椭圆度控制在0.5mm以内;
S8,进行精加工打磨处理,先对轮坯进行喷丸处理,使用压缩空气作动力,将其高速的吹出去冲击工件表面达到清理效果;然后再进行机加;机加工处理完成后,进行抛光打磨;
优选的,所述S1中毛胚铝板在进行卷筒前进行打磨处理,确保确保毛坯铝板光滑。
优选的,S4中旋压芯模为两段对接式,模具外型与轮坯的内型一致,模具外表面光洁度要求达到1.6μm,模具还需做热处理,最终硬度要求不小于HRC46。
优选的,S5中研磨材料为氧化铝颗粒,磨料颗粒的实际尺寸在20μm-14μm之间。
优选的,S7中将轮坯固定在校形模具上,校形时采用圆角半径为6mm旋轮一次强旋完成。
优选的,所述S6中固溶处理持续时间5-6.5小时。
优选的,S8中机加工分4道工序加工,车加工面-钻装饰孔-车加工另面-钻气门芯孔。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明提供了一种铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,具备以下有益效果:
1、该铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,通过直接将铝板进行卷筒,避免原料的熔铸过程,降低原料的蒸发损耗,提高原料的利用率;在搅拌摩擦焊接后,对轮坯进行退火处理,能提高轮坯的可塑性,便于下一步的轮坯旋压成形。
2、该铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,通过在旋压成形后对轮坯做初步的去毛刺处理,在对轮坯进行淬火处理,固溶时效处理能有有效提高轮坯的强度;在固溶后的轮坯存在一定程度的形变,因此还需要对轮坯进行旋压校形操作,以满足轮坯的使用需求。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例,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。
实施例一:一种铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,包括以下工艺流程:
S1,对毛坯铝板进行卷筒,采用牌号为6061,厚度为8mm的铝板进行卷筒操作,将铝板卷成内径为530mm的圆筒;毛胚铝板在进行卷筒前进行打磨处理,确保确保毛坯铝板光滑,其中6061铝合金按质量比包括Cu 0.15%、Mg 0.45%、Si 0.4%、Cr 0.04%;通过直接将铝板进行卷筒,避免原料的熔铸过程,降低原料的蒸发损耗,提高原料的利用率。
S2,对卷筒后的毛坯铝板进行搅拌摩擦焊接。将轮坯在机床上进行固定,然后使用高速旋转的焊接头对铝板接头处进行搅拌摩擦焊接;
S3,对初步形成轮坯进行退火处理,将成型的轮坯装箱入炉,在580℃保温至1h,在搅拌摩擦焊接后,对轮坯进行退火处理,能提高轮坯的可塑性,便于下一步的轮坯旋压成形;
S4,旋压成形,用机械手抓取从加热炉中出来的铝轮坯并将铝轮坯放在旋压模具上,控制旋压模具上方的上尾顶工装下行与旋压模具共同夹紧铝轮坯,然后由旋压刀具对铝轮坯进行旋压加工,控制上尾顶工装上行至原始点,控制旋压模具内侧的顶料器向上顶已完成旋压加工的旋坯,使旋坯脱离旋压模具,旋压芯模为两段对接式,模具外型与轮坯的内型一致,模具外表面光洁度要求达到1.6μm,模具还需做热处理,最终硬度要求不小于HRC46;
S5,对轮坯进行机加工,去除轮坯表面毛刺,采用机械振动研磨的方式处理。通过研磨材料与轮坯的相互摩擦去除毛刺,研磨材料为氧化铝颗粒,磨料颗粒的实际尺寸在20μm-14μm之间;
S6,进行轮坯再次进行淬火处理,将轮坯放置在固溶炉中,固溶炉的温度控制在温度在525℃之间,固溶处理持续时间5小时;从固溶炉出来20s内,在70℃的溶液里淬火;在温度为155℃,持续时间5小时的人工时效,通过在旋压成形后对轮坯做初步的去毛刺处理,在对轮坯进行淬火处理,固溶时效处理能有有效提高轮坯的强度;
S7,旋压校形,利用旋压机对轮坯做校形处理,使得轮坯的椭圆度控制在0.5mm以内,轮坯固定在校形模具上,校形时采用圆角半径为6mm旋轮一次强旋完成,在固溶后的轮坯存在一定程度的形变,因此还需要对轮坯进行旋压校形操作,以满足轮坯的使用需求;
S8,进行精加工打磨处理,先对轮坯进行喷丸处理,使用压缩空气作动力,将其高速的吹出去冲击工件表面达到清理效果;然后再进行机加,机加工分4道工序加工,车加工面-钻装饰孔-车加工另面-钻气门芯孔;机加工处理完成后,进行抛光打磨;
实施例二:一种铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,包括以下工艺流程:
S1,对毛坯铝板进行卷筒,采用牌号为6061,厚度为8mm的铝板进行卷筒操作,将铝板卷成内径为570mm的圆筒;毛胚铝板在进行卷筒前进行打磨处理,确保确保毛坯铝板光滑,其中6061铝合金按质量比包括Cu 0.4%、Mg 0.9%、Si 0.8%、Cr 0.15%,通过直接将铝板进行卷筒,避免原料的熔铸过程,降低原料的蒸发损耗,提高原料的利用率。
S2,对卷筒后的毛坯铝板进行搅拌摩擦焊接。将轮坯在机床上进行固定,然后使用高速旋转的焊接头对铝板接头处进行搅拌摩擦焊接;
S3,对初步形成轮坯进行退火处理,将成型的轮坯装箱入炉,在643℃保温至2h,在搅拌摩擦焊接后,对轮坯进行退火处理,能提高轮坯的可塑性,便于下一步的轮坯旋压成形;
S4,旋压成形,用机械手抓取从加热炉中出来的铝轮坯并将铝轮坯放在旋压模具上,控制旋压模具上方的上尾顶工装下行与旋压模具共同夹紧铝轮坯,然后由旋压刀具对铝轮坯进行旋压加工,控制上尾顶工装上行至原始点,控制旋压模具内侧的顶料器向上顶已完成旋压加工的旋坯,使旋坯脱离旋压模具,旋压芯模为两段对接式,模具外型与轮坯的内型一致,模具外表面光洁度要求达到1.6μm,模具还需做热处理,最终硬度要求不小于HRC46;
S5,对轮坯进行机加工,去除轮坯表面毛刺,采用机械振动研磨的方式处理。通过研磨材料与轮坯的相互摩擦去除毛刺,研磨材料为氧化铝颗粒,磨料颗粒的实际尺寸在20μm-14μm之间;
S6,进行轮坯再次进行淬火处理,将轮坯放置在固溶炉中,固溶炉的温度控制在温度在535℃之间,固溶处理持续时间6.5小时;从固溶炉出来20s内,在70℃的溶液里淬火;在温度为170℃,持续时间5小时的人工时效,通过在旋压成形后对轮坯做初步的去毛刺处理,在对轮坯进行淬火处理,固溶时效处理能有有效提高轮坯的强度;
S7,旋压校形,利用旋压机对轮坯做校形处理,使得轮坯的椭圆度控制在0.5mm以内,轮坯固定在校形模具上,校形时采用圆角半径为6mm旋轮一次强旋完成,在固溶后的轮坯存在一定程度的形变,因此还需要对轮坯进行旋压校形操作,以满足轮坯的使用需求;
S8,进行精加工打磨处理,先对轮坯进行喷丸处理,使用压缩空气作动力,将其高速的吹出去冲击工件表面达到清理效果;然后再进行机加;机加工分4道工序加工,车加工面-钻装饰孔-车加工另面-钻气门芯孔,机加工处理完成后,进行抛光打磨;
实施例三:一种铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,其特征在于,包括以下工艺流程:
S1,对毛坯铝板进行卷筒,采用牌号为6061,厚度为8mm的铝板进行卷筒操作,将铝板卷成内径为565mm的圆筒,毛胚铝板在进行卷筒前进行打磨处理,确保确保毛坯铝板光滑,其中6061铝合金按质量比包括Cu 0.2%、Mg 0.6%、Si 0.55%、Cr 0.1%,通过直接将铝板进行卷筒,避免原料的熔铸过程,降低原料的蒸发损耗,提高原料的利用率;
S2,对卷筒后的毛坯铝板进行搅拌摩擦焊接。将轮坯在机床上进行固定,然后使用高速旋转的焊接头对铝板接头处进行搅拌摩擦焊接;
S3,对初步形成轮坯进行退火处理,将成型的轮坯装箱入炉,在623℃保温至1.5h,在搅拌摩擦焊接后,对轮坯进行退火处理,能提高轮坯的可塑性,便于下一步的轮坯旋压成形;
S4,旋压成形,用机械手抓取从加热炉中出来的铝轮坯并将铝轮坯放在旋压模具上,控制旋压模具上方的上尾顶工装下行与旋压模具共同夹紧铝轮坯,然后由旋压刀具对铝轮坯进行旋压加工,控制上尾顶工装上行至原始点,控制旋压模具内侧的顶料器向上顶已完成旋压加工的旋坯,使旋坯脱离旋压模具;
S5,对轮坯进行机加工,去除轮坯表面毛刺,采用机械振动研磨的方式处理。通过研磨材料与轮坯的相互摩擦去除毛刺,研磨材料为氧化铝颗粒,磨料颗粒的实际尺寸在20μm-14μm之间;
S6,进行轮坯再次进行淬火处理,将轮坯放置在固溶炉中,固溶炉的温度控制在温度在530℃之间,固溶处理持续时间6小时;从固溶炉出来20s内,在70℃的溶液里淬火;在温度为160℃,持续时间5小时的人工时效,通过在旋压成形后对轮坯做初步的去毛刺处理,在对轮坯进行淬火处理,固溶时效处理能有有效提高轮坯的强度;
S7,旋压校形,利用旋压机对轮坯做校形处理,使得轮坯的椭圆度控制在0.5mm以内,轮坯固定在校形模具上,校形时采用圆角半径为6mm旋轮一次强旋完成,在固溶后的轮坯存在一定程度的形变,因此还需要对轮坯进行旋压校形操作,以满足轮坯的使用需求;
S8,进行精加工打磨处理,先对轮坯进行喷丸处理,使用压缩空气作动力,将其高速的吹出去冲击工件表面达到清理效果;然后再进行机加;机加工分4道工序加工,车加工面-钻装饰孔-车加工另面-钻气门芯孔,机加工处理完成后,进行抛光打磨;
本发明的有益效果是:通过直接将铝板进行卷筒,避免原料的熔铸过程,降低原料的蒸发损耗,提高原料的利用率;在搅拌摩擦焊接后,对轮坯进行退火处理,能提高轮坯的可塑性,便于下一步的轮坯旋压成形。该铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,通过在旋压成形后对轮坯做初步的去毛刺处理,在对轮坯进行淬火处理,固溶时效处理能有有效提高轮坯的强度;在固溶后的轮坯存在一定程度的形变,因此还需要对轮坯进行旋压校形操作,以满足轮坯的使用需求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,其特征在于,包括以下工艺流程:
S1,对毛坯铝板进行卷筒,采用牌号为6061,厚度为8mm的铝板进行卷筒操作,将铝板卷成内径为530-570mm的圆筒;
S2,对卷筒后的毛坯铝板进行搅拌摩擦焊接,将轮坯在机床上进行固定,然后使用高速旋转的焊接头对铝板接头处进行搅拌摩擦焊接;
S3,对初步形成轮坯进行退火处理,将成型的轮坯装箱入炉,在580℃-643℃保温至1h-2h;
S4,旋压成形,用机械手抓取从加热炉中出来的铝轮坯并将铝轮坯放在旋压模具上,控制旋压模具上方的上尾顶工装下行与旋压模具共同夹紧铝轮坯,然后由旋压刀具对铝轮坯进行旋压加工,控制上尾顶工装上行至原始点,控制旋压模具内侧的顶料器向上顶已完成旋压加工的旋坯,使旋坯脱离旋压模具;
S5,对轮坯进行机加工,去除轮坯表面毛刺,采用机械振动研磨的方式处理,通过研磨材料与轮坯的相互摩擦去除毛刺;
S6,进行轮坯再次进行淬火处理,将轮坯放置在固溶炉中,固溶炉的温度控制在温度在525℃-535℃之间;从固溶炉出来20s内,在70℃的溶液里淬火;在温度为155℃-170℃,持续时间5小时的人工时效;
S7,旋压校形,利用旋压机对轮坯做校形处理,使得轮坯的椭圆度控制在0.5mm以内;
S8,进行精加工打磨处理,先对轮坯进行喷丸处理,使用压缩空气作动力,将其高速的吹出去冲击工件表面达到清理效果;然后再进行机加;机加工处理完成后,进行抛光打磨。
2.根据权利要求1所述的铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,其特征在于,所述S1中毛胚铝板在进行卷筒前进行打磨处理,确保确保毛坯铝板光滑。
3.根据权利要求1所述的铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,其特征在于,S1中所述6061铝合金按质量比包括:Cu 0.15%-0.4%、Mg 0.45%-0.9%、Si 0.4%-0.8%、Cr0.04%-0.15%。
4.根据权利要求1所述的铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,其特征在于,S4中旋压芯模为两段对接式,模具外型与轮坯的内型一致,模具外表面光洁度要求达到1.6μm,模具还需做热处理,最终硬度要求不小于HRC46。
5.根据权利要求1所述的铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,其特征在于,S5中研磨材料为氧化铝颗粒,磨料颗粒的实际尺寸在20μm-14μm之间。
6.根据权利要求1所述的铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,其特征在于,S7中将轮坯固定在校形模具上,校形时采用圆角半径为6mm旋轮一次强旋完成。
7.根据权利要求1所述的铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,其特征在于,所述S6中固溶处理持续时间5-6.5小时。
8.根据权利要求1所述的铸造铝轮坯旋压短流程工艺及方法,其特征在于,S8中机加工分4道工序加工,车加工面-钻装饰孔-车加工另面-钻气门芯孔。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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