CZ101698A3 - Způsob výroby kol z lehkých slitin - Google Patents

Description

(57) Anotace:

Navržený způsob výroby kol z lehkých slitin, obsahuje výrobu ráfku kola z tvarovaného profilu získaného průtlačným lisováním počátečního polotovaru. Polotovar je ohnut do prstence a svářen natupo. Disk kola je pak slícován a připojen k ráfku. V závislostí na požadovaném stupni homogenity struktury materiálu a na fyzikálních a mechanických charakteristikách tohoto profilu, Je posledně jmenovaný vyráběn průtlačným lisováním předehřátého polotovaru v nepřítomnosti odporového tření anebo v přítomnosti regulovaných stlačovacích sil v povrchových vrstvách tohoto předmětu, zvolením příslušného režimu ohřívání tohoto předmětu a pouzdra průtlačníku a příslušného kinematického režimu pohybu kontejneru a pístu. Aby se získal profil s homogenní strukturou bez hrubých krystalických okrajů a smršťování při mechanickém opracování a zlepšené fyzikální a mechanické charakteristiky, je prováděn způsob průtlačného lisování s pomocí třecích sil. Profil je ohnut do kola na profil ohýbacích zařízeních a po svaření natupo je ráfek korigován. Disk kola je vyráběn litím či vyrážením z tuhého tělesa či ploštinového polotovaru. Disk a

...... Wpie• φ φ ··· φφφφ φ « φ φ φ φ · φ φφφ φ φφφφ · · φ φφφφ · φφφ φ · φ φ φφφ φφφ φφφφ φ φφ φ ·· φφ

498

Způsob výroby kol z lehkých slitin

Oblast techniky

Tento vynález se týká strojírenství, konkrétně způsobu výroby kol z lehkých slitin. Může být využit pro výrobu kol pro vozidla.

Dosavadní stav techniky

Kola z lehkých slitin jsou tradičně vyráběna litím (H.J. Bobmeyer, Hliníkové kolo a jeho různé verze, Hliník a automobil: Lect. Inter. Symposium, Důsseldorf, 1980, P. 18/1, Důsseldorf, AKU.-Verl., 1981), které obsahuje následující operace: přípravu a zpracování roztavené slitiny, provedení nějakého odlitku, kontrolu kvality tohoto odlitku, tepelné zpracování, strojní zpracování, galvanickou úpravu, natírání, kontrolu kvality a balení daného kola.

V této době se nejběžněji setkáváme se způsobem výroby kol litím za nízkého tlaku. Tento postup poskytuje největší pevnost kol, ale je pracovně náročným. V mnoha ohledech závisí kvalita odlitků na postupu přípravy roztavené slitiny. Před odléváním je příslušná roztavená slitina pečlivě zbavována pohlcených plynů a nekovových vměsků prostřednictvím vakuového zpracování anebo úpravou pomocí proudu dispergačního plynu (argon anebo sušený nitrogen).

• · · · · · ·· ·· • · · ······· • · · · ···· ··· • ······ ······ ···· · • · ······ ··· · · · * · · · ··

- 2 Vnikání nekovových vměsků do odlitku je předcházeno hrubým a jemným čištěním roztavené slitiny pomocí filtrů z látky skleněných vláken a/nebo filtrů z keramické pěny. Pro detekci dutin a prasklin, obzvláště v bezešvém druhu, je kolo podrobováno prohlídce roentgenovým zářením. Nicméně zmetkové odlitky dosahují kvůli své poréznosti úrovně 15%. Náklady kol vyráběných tímto způsobem jsou 3-4 krát vyšší než je tomu v případě ocelových kol.

Existuje dobře známý způsob výroby kol z lehkých slitin (US č. 4 048 828), jenž činí možným zvýšit kvalitu kol prostřednictvím použití kování v dělené zápustce. Přednost kování v zápustce spočívá v možnosti lícování směru kovového zrna se směrem hlavní zátěže, což zajišťuje zvýšení meze únavy daného kovu a, následně, pevnost daného kola. Ze směru a hodnoty příslušné zátěže je možné stanovit optimální vztah mezi tloušťkou ráfku a tloušťkou disku, umožňující snížení váhy takového kola v porovnání s litým kolem. Tímto postupem je však zmrháno až 60% počátečního materiálu.

Existuje dobře známý způsob výroby kol z lehkých slitin (W. Spath, Felgenfertigung aus Aluminium - Strangpressprofi len, Automobiltechnische Zeitschrift, 1986, Svazek 88, č. 10, stránky 557-565) kterým je předvalek nejdříve kován na hydraulickém lisu s uzavřenou zápustkou ve dvou operacích a pak je vyválcován ráfek. Ačkoli tento způsob sebou nese menší mrhání materiálu a produkuje kola dobré kvality, vyšší náklady jeho produkce zabránily jeho širšímu používání.

Existuje dobře známý způsob vyrábění kol z lehkých slitin z páskových materiálů (S. Fujiwara, N. Aoki, T. Iwamoto et al., Výroba aluminiového diskového kola ze dvou kusů pro automobily, Keykindzoku Nihon, 1984, Svazek 34). Počáteční materiál pro výrobu ráfků je bud svinutý pás nebo pruh nařezaný na měřené obrobky na napínacím a řezacím zařízení. Obrobek je svinut do prstence na cirkulárním ohýbacím stroji a natupo svařen prostřednictvím odporového • ·

- 3 oblouku. Pak jsou sraženy ostřiny obrobku a příslušný šev je tvrzen (kalen) za studená tlakem. Tvarování ráfků se provádí na formovacích strojích ve čtyřech deformačních fázích, toto je následováno orovnáním či cíděním k úpravě geometrických distorzí daného ráfku. Ve specifických případech je toto tvarování prováděno v jedné operaci roztahování a orovnání na lisech či formovacích zařízeních.

Disk kola je vytvarován z kulatého obrobku na lisech v několika operacích v závislosti na jeho zvoleném designu. Potom jsou disk a ráfek svařeny argonovým obloukem okolo vnitřního povrchu ráfku.

Tento způsob výroby kol se vyznačuje vysokou produkcí, nízkými výrobními náklady a relativně malou intenzitou lidské práce. Nedostatkem tohoto způsobu je jeho omezený potenciál pro navrhování nových typů v porovnání se způsobem odlévání.

Existuje rovněž známý způsob výroby ráfků z (pro)vytlačovaných (či extrudovaných) částí (dále jenom pouze profilů, pozn. překl.) lehkých slitin (FR, č. 2 620 060, 1987).

Ohýbání extrudovaného profilu s hřebenem do ráfku se provádí na speciálním účelovém zařízení. Během ohýbání je hřeben formován do cirkulárního sedla pro upevnění disku. Profil je pak natupo svařen. Disk je vyráběn odlitím anebo lisováním v zápustce a je upevněn k danému ráfku šrouby a maticemi, jejichž počet se mění v závislosti na ráfku. Podle tohoto způsobu se ráfek vyrobený z extrudované části odlišuje svou minimální vahou a vyšší pevností. Protože zde není žádná potřeba opracovávání, výroba tohoto ráfku je méně náročná na lidskou práci. Nicméně, výroba kol zavádí přísné požadavky na kvalitu kovové konstrukce extrudovaného profilu. Tradiční způsoby průtlačného lisování slitin typu AlMgSil, tvrdítelné tepelným zpracováním, se vyznačují formací hrubé krystalové kontury, jejíž povrch má sníženou odolnost vůči korozi. Navíc, daný kov má reziduální vnitřní • · • · · · · · · · · · • · · · · · · ···· • ······ ······ · · · · · • · · · · ··· ·♦· · · · · · ·· · τ

- 4 pnutí, což je pro ráfky kol nežádoucí. Použití profilu vytlačovaného tradičními způsoby vyžaduje dodatečné operace jako je například tepelné zpracování, rovnání či přesné tažení k uvolnění reziduálních pnutí. Pokles v odolnosti vůči korozi si vynucuje dodatečné náklady k ochraně povrchů ráfků speciálními ochrannými povlaky.

Podstata vynálezu

Cílem tohoto vynálezu je poskytnout takový způsob výroby kol z lehkých slitin, jenž v důsledku racionálního použití počátečních polotovarů podstatně zvýší množství produkce a kvalitu kol, při současném snížení kovového odpadu.

Tohoto cíle je dosaženo prostřednictvím způsobu výroby kol z lehkých slitin, jenž obsahuje: výrobu ráfku kola z profilu získaného průtlačným lisováním (extruzí) počátečního předvalku (polotovaru), ohýbáním tohoto profilu do prstence a svářením natupo; výrobu disku kola, slícováním a připojením tohoto disku k ráfku, jenž je, v závislosti na žádoucím stupni homogenity ve struktuře daného materiálu a na příslušných fyzikálních a mechanických charakteristikách tohoto profilu, produkován průtlačným lisováním předehřátého předvalku v nepřítomnosti odporové akce třecích sil anebo v přítomnosti sil regulovaného stlačení v povrchových vrstvách předvalku, použitím předem zvolených ohřívacích podmínek pro předvalek a pro kontejner průtlačníku, stejně jako kinematických podmínek pohybů kontejneru a pístu; profil je ohnut do prstence na profil ohýbajících zařízeních a po svaření natupo je vyrobený ráfek podroben roztažení; disk je produkován odléváním či lisováním v zápustce válcovitého anebo deskového polotovaru, a disk a ráfek jsou slícovány dohromady stlačením a následným svařením.

• · • ·

- 5 Předcházení výskytu hrubé krystalické kontury v povrchových vrstvách vytváří příležitost vyrábět kolo s minimální vahou, zvýšenou odolností vůči korozi a lepším tvarováním. Tento způsob se vyznačuje vysokou mírou produkce.

Za účelem vytlačení profilu s homogenní strukturou a minimální hrubou krystalovou konturou, jež definuje tloušťku budoucí opracované suroviny z vnitřního povrchu ráfku s lícovací vůlí pro změnu ve velikostech daného profilu v postupu ohýbání a roztahování, je brán předvalek (či špalík polotovaru) ne delší než dva průměry, předvalek a kontejner jsou ohřívány do rámce (0,8-0,95) a (0,8-0,9), v uvedeném pořadí, horního teplotního limitu na rozmezí duktility (tažnosti) kovu. Průtlačné lisování je prováděno bud přímým nebo nepřímým způsobem, s rychlostí rovnající se rámci (0,3-0,5) omezující hodnoty určované nezbytností zachovat kontinuitu daného profilu. Během přímé extruze jsou běžně používána speciální mazadla.

Tudíž, výše definované podmínky umožňují získat těmito dvěmi způsoby prutlačného lisování extrudované profily pro výrobu kol s hrubou krystalickou konturou co nejmenší možné dosažitelné velikosti, čímž se snižuje opracovávání daného kola na minimum a, navíc, činí možným zvýšit pevnost kola v porovnání s použitím dobře zaběhlých podmínek provádění průtlačného lisování.

Výroba krystalickou surovinou k vytlačovaného profilu se žádnou hrubou konturou na vnitřní straně ráfku a žádnou přímého nebo mazadel za opracování je nepřímého způsobu, izotermických prováděna prostřednictvím bud bez použití speciálních provozních podmínek, s předehříváním příslušného kontejneru a předvalku do rámce na rozmezí kovové (0,2-0,3) omezující kontinuitu daného (0,9-0,95) horního teplotního duktility, rychlostí rovnající hodnoty určované nezbytností profilu, skrze lisovací nástroj se dvěmi kanály umístěnými limitu se rámci zachovat • Φ · φ · φ φφ φφ • φ · φφφ ···· φφφ · φφφ φ φ φ« • ·Φ·Φ · φ · ΦΦ·· φ ·φφ · φ • · φφφ · · φ ··· · · *· · «φφφ vzájemně proti sobě a s povrchy profilu, jež budou sloužit jako vnitřní povrch každého ráfku, lící k podélné ose daného lisovacího nástroje.

To dává příležitost produkovat vytlačovaný profil prostřednictvím dobře zavedených způsobů na přímých či nepřímých průtlačnících, bez následného opracovávání ráfku.

protože v průběhu průtlačného lisování se neformuje žádná hrubá krystalová kontura na tom co bude vnitřním povrchem ráfku; tato kontura se formuje pouze na povrchu, jenž bude následně pod pláštěm kola, chránícím ráfek proti korozi.

Získání homogenní struktury profilu se žádnou hrubou krystalickou konturou a surovinou pro opracovávání a se zvýšenou pevností a plastickými vlastnostmi, se provádí prostřednictvím předehříváním kontejneru a předvalku do rámce (0,75-0,90) kovu, s SPÁT duktility způsobem Assisted horního teplotního limitu na rozmezí profilem protlačovaným vysoce rychlostním (známým

Extrusion, to v podmínkách s rychlostí rovnající se určené nezbytností zachovat kontinuitu daného profilu.

tření) na Západě pod jménem Friction jest Průtlačné lisování s pomocí aktivního působení třecích sil rámci (0,3-0,6) omezující hodnoty Při jeho provádění je poměr mezi rychlostí kontejneru a rychlostí pístu udržován v rozpětí od 1,1 do 1,4.

S touto příležitostí zvýšit pevnost a plastické vlastnosti extrudované části je následně možné ji ohýbat do ráfku použitím menšího množství technologických operací a kompletně eliminovat opracovávání ráfku.

Konfigurace (sestavení) a rozměry části profilu, jež formuje vnější povrch ráfku, jsou stanoveny zcela v souladu s tímto vnějším povrchem, zatímco konfigurace a rozměry té části profilu, jež formuje vnitřní povrch ráfku, jsou korigovány prostřednictvím vůle provedené pro změnu rozměrů profilu, k níž dochází během postupu ohýbání a roztahování.

stejně jako pro eventuelní následné opracování vnitřního povrchu ráfku. Když se stanovuje příslušná konfigurace • · · to to to toto· · « to to · · · to to to to • toto to to to to to to toto • ···· · · to ···· · ····· • · to·· · ·· ·♦·· · toto · ··· ·

- 7 a rozměry tohoto profilu části, mělo by být vzato v úvahu, že konfigurace a rozměry vnějšího povrchu ráfku musí splňovat dané požadavky národních a mezinárodních standardů, zatímco sestavení a rozměry vnitřního povrchu musí být stanoveny se zřetelem na vázání, smršťování se, změnu teplotních podmínek při ohřívání a ochlazování materiálu ráfku, stejně jako jeho možné opracování.

Toto dává příležitost optimalizovat váhu daného kola a zvýšit pevnost některého z jeho prvků.

Ohýbání vytlačeného profilu se provádí v jedné operaci po předchozím otáčení dovnitř příslušných zakončení, bez předehřívání předvalku.

To poskytuje příležitost ke zmenšení počtu ohýbacích operací a výrobních nákladů.

Ohýbání profilu, jehož materiál má mírnou zásobu (zdroj) duktility (tažnosti), je prováděno v několika operacích žíháním mezi operacemi anebo v jedné operaci v zahřátém stavu.

Toto činí možným zvýšit kvalitu daného ráfku.

Profil ohnutý do ráfku je podroben leptání, vymytí, sušení a pak sváření natupo, s tupým spojem umístěným v pravém nebo ostrém úhlu k boční přírubě extrudátu, zatímco délka profilu je učiněna rovnající se rámci (0,97-0,99) navržené hodnoty za účelem vzetí v úvahu následného uvedení do správného tvaru ráfku prostřednictvím roztahování.

Toto poskytuje příležitost zvýšit kvalitu daného svaru a spolehlivost konstrukce kola.

Profil ohnutý do ráfku je obloukově svařen natupo. To zajišťuje vyšší kvalitu svaru ráfku.

Uvedení do správného tvaru (orovnání) svařeného ráfku je provedeno roztahováním či redukováním v dělených zápustkách, či gumovým, vodním či polyurethanovým formováním Či kombinací těchto technik. Toto zajišťuje produkci vysoce výkonného kola v souladu s národními a mezinárodními standardy.

Uvádění svařeného ráfku do správného tvaru je rovněž • · · to« · · · ·« ♦ to to to · to · · · · • to · · · » · <··· • ······ ······ ···· · • · ··· · · · *··· · ·· ♦ ·· «·

- 8 prováděno jeho zahřátím na příslušnou horní teplotní mez na rozmezí duktility kovu a pak jeho upevněním na dělený upínací trn pro následné ochlazení na okolní teplotu.

Toto zvyšuje produkční úroveň tohoto postupu a zlepšuje kvalitu daného výrobku ve srovnání s již dobře zaběhnutými způsoby.

Disk kola se vyrábí lisováním v zápustce litého polotovaru, prostřednictvím lití za nízkého tlaku, či litím za protitlaku. Montážní povrch disku je opracován a disk je potom vtlačen do ráfku a k němu přivařen.

Toto rozšiřuje sortiment kol, rozšiřuje možnosti pro jejich nové tvarování a zmenšuje výrobní náklady.

Disk kola je rovněž vyráběn prostřednictvím lisování v zápustce vytlačeného obrobku, simultánně s připojováním disku k ráfku v dělených zápustkách, a přivařování disku k ráfku je prováděno bud tlakovým či obloukovým postupem okolo vnitřního povrchu daného ráfku.

Toto dále zmenšuje kovový odpad.

Kolo disku je rovněž vyráběno z tyčového polotovaru lisováním v zápustce v dělených zápustkách, simultánně s připojováním disku k ráfku, a přivařování disku k ráfku je prováděno tlakem v mediu neutrálního plynu při teplotách zahřívání blízkých horní mezi na rozmezí technologicky proveditelných teplot; v tomto případě může být ráfek použit s technologickými hřebeny a žlábky na své vnitřní straně.

To činí dále možným dodatečně zvyšovat pevnost daného kola a poskytnout podmínky pro provedení tlakového svaření.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 - znázorňuje nejlepší variantu způsobu vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Způsob nárokovaný pro výrobu kol z lehkých slitin je proveden následujícím způsobem.

Tuhý předvalek (polotovar) .1 k průtlačnému lisování (Obr. 1) pro získání profilu ráfku je předehříván. Toto předehřívání je prováděno, například, v indukční či odporové peci 2. Rozmezí teploty předehřívání předvalku je zvoleno v závislosti na typu slitiny.

Například, předehřívání předvalku z těžko deformovatelných aluminiových slitin je prováděno v rozmezí 32O-48O°C, v závislosti na typu slitiny, typu lisu, požadavků kladených na příslušné fyzikální a mechanické vlastnosti určitého produktu, stejně jako na rychlost průtlačného lisování.

Ohřívání předvalku před protlačováním činí možným snížit spotřebu energie průtlačného lisu. Navíc, během postupu formování kovu těchto slitin, jež vykazují extruzní efekt (to jest, účinek strukturálního zpevňování kovu), může předehřátí předvalku učinit možným zlepšení mechanických vlastností daného produktu.

Po předehřívání je předvalek i dodáván do průtlačníku 3 (Obr. 1, jak je to uvedeno šipkou A) a pak je tlačen do prostoru 4 krytu 5 kontejneru průtlačníku 3. Aby se snížily energetické výdaje na průtlačné lisování (extruzi) určitého profilu, doporučuje se před zahájením formování kovu předem zahřát kontejner 5., lisovací nástroj 6 a píst 7. Teplota předehřátí závisí na materiálu protlačovaného předvalku a na předepsaných fyzikálních a mechanických vlastnostech protlačované části. Například, když se protlačují těžko deformovatelné slitiny, tato teplota se pohybuje od 320° do 42O°C. Pak následuje protlačovací postup na základě podmínek poskytujících nejlepší kompromis mezi pevností a plastickými vlastnostmi, jenž vede bud k eliminaci anebo k omezení formování hrubé krystalické kontury. Například, při produkci • ♦ ♦ ·

- 10 profilu na základě vysoce rychlostního průtlačného lisování s pomocí tření (způsob SPÁT), se kontejner 5 a píst 7 pohybují simultánně ve směru lisovacího nástroje, upevněného na dlouhém rameni či pěchovadle 8, v tomto případě je zvolená rychlost kontejneru 5 vyšší než je rychlost pístu 7.

Když jsou použity takovéto kinematické podmínky, síly tření směrované do výstupu kovu, nastávají na bočním povrchu předvalku (polotovaru), což poskytuje vytvoření stlačovacích zatížení blízkých kontaktnímu povrchu mezi předvalkem a kontejnerem. Na základě těchto podmínek dochází ke zvýšení rychlosti obvodového toku kovu a zmenšení rychlosti osové vrstvy. To podstatně mění vzor toku kovu ve stlačovací části zóny plasticity a vytváří podmínky pro homogenizování kovové struktury v celém objemu protlačovaného profilu, stejně jako zvyšování její odolnosti vůči korozi.

Na základě ukončení protlačování je dokončená extrudovaná část 9 oddělena z nálitku tradičním způsobem. Pak je daný profil vystavena předehřívání pro tepelné zpracování v peci 10, k následnému rovnání v roztahovacím zařízení či válečkovém rovnacím zařízení 11 a řezání 12 do obrobků 13 měřené délky. Když se připravují okraje spojení, je možné použít jak přímého řezání, tak profilového řezání, a posledně jmenované, když se obrobek profilu ohýbá do prstence, činí možným získat přímý tupý spoj (či styčnou spáru).

Délka měřeného obrobku profilu je zvolena rovnající se rámci (0,97-0,99) navržené hodnoty, jež činí možným později provést orovnání ráfku roztahováním.

Ohýbání protlačeného profilu do ráfku 14 je prováděno na profil ohýbajícím zařízení 15 či ohýbacím lisu ve speciální lisovnici. Příslušné spojení je potom připraven ke svařování tvarováním, je-li to nutné, zakončení ohnutého profilu a jejich umístěním pro následné svaření na svařovacím zařízení. Zakončení spojení či spáry mohou být natupo dosednuta (spojena) buď v pravém anebo v ostrém úhlu

- 11 φ φ φφφφ k boční přírubě protlačeného profilu.

V závislosti na použitém typu slitiny, před svařováním je ráfek podrobován leptání v alkálii či kyselině na speciální jednotce 16 a potom vymytí a sušení. Dále dochází k mžikovému svařování ráfkového tupého spojení, prováděnému na svařovacím zařízení argonovým obloukem či odporovým obloukem, poskytujícím pro množství slitin pevnost svaru ne menší než 90% pevnosti daného materiálu profilu.

Po ořezání svařovacího švu 18 a prozkoumání jeho kvality, je svařený ráfek 14 podroben uvedení do správného tvaru (orovnání) prostřednictvím roztažení na, například, zvláštních roztahovacích zařízeních 20 či lisech 22 v rozdělených zápustkách. Disk 23 je pak vtlačen do ráfku 14 simultánně s uvedením do správného tvaru montáže kola. Roztažením ráfku jsou eliminovány jeho přímočaré části proximální k danému spojení a jeho neokrouhlost.

Použití délkové míry, rovnající se rozmezí (0,97-0,99) navržené hodnoty, je určováno požadavky na uvedení dutých výrobků do správného tvaru (orovnání) roztahováním. Délka profilu menší než ta zmíněná výše může vést k výskytu neokrouhlostí ráfku a ke zhoršení plastických charakteristik materiálu, jenž je deformován. Délka profilu větší než je výše zmíněná, může vést ke špatnému orovnání, bez eliminace dané neokrouhlosti.

Disk kola 23 je vyráběn prostřednictvím lisování litého polotovaru v uzavřeném lisovacím nástroji, v němž je dosaženo předepsané geometrie disku a jsou zformovány mezery mezi paprsky kola (Obr. 1, jak to označeno šipkou B) . Po lisování v zápustce je disk podroben opracování na svých plochách upevnění, se simultánním odstraněním struktur mezi paprsky. Pak je prováděno leptání disku na speciální jednotce 25.

Dále je prováděno lisování (vtlačení) disku 23 do ráfku 14 na jednotce 27, následované leptáním na speciální jednotce 25, přivařením 28 ráfku 14 k disku 23, zkoušením

- 12 kvality svaru 29, konečným opracováním montáže 30 kola, zkoumáním kvality 31, natíráním kola 32, provedením konečných zkoušek 33 a balením 34. Jako varianta může být disk 23 kola vyráběn formováním za tepla předem extrudovaného profilu v okamžiku montáže této části a ráfku dohromady jako kolo v dělených zápustkách 21, s následným uvedením do správného tvaru prostřednictvím roztažení a potom přivařením disku k ráfku.

navrhování jednotkami. zápustkou s extrudovaného profilu (sekvence jak je to uvedeno šipkou C) potenciálu pro vícenásobnými určován pouze

Obr. 1, podstatné rozšíření zápustek s návrh disku

Formování předem operací je znázorněna na poskytuje prostředek pro kola použitím

V tomto případě je vícenásobnou jednotkou a konfigurací zápustky.

Prostřednictvím použití vytlačeného profilu je možné přivést jeho objem blízko objemu formovaného disku, čímž se dále snižuje odpad kovu jinak použitelného pro zapracování příslušných struktur, k eliminování zón mrtvého kovu a k získání skrze objem disku stejnoměrně deformované kovové struktury s předepsanými úrovněmi fyzikálních a mechanických vlastností.

Disk kola může být vyráběn litím za nízkého tlaku z roztavené slitiny 35 anebo litím za protitlaku. Tento způsob činí možným rozšíření možností pro navrhování kol prostřednictvím použití tvarovaných odlitků.

Jako varianta může být disk vyráběn lisováním tyčového polotovaru v dělených zápustkách, se silmultánním přivatováním k ráfku v neoxidujících mediích a za zvýšených teplot ráfku a disku, blízkých horní mezi na technologicky proveditelném teplotním

Disk z tyčového formovacích může být polotovaru operacích.

rozpětí.

rovněž vyráběn v několika za

Toto řešení činí zformováním plechu sebou následujících možným snížit váhu kola a snížit kovový odpad.

Tudíž, nárokovaný způsob výroby kol z lehkých slitin • · ·*··

- 13 činí možným dosáhnout s maximální účinností kol s vysokou kvalitou, která mají zlepšené fyzikální a mechanické vlastnosti a jsou lehčí než v zápustce lisovaná či litá kola o 20, respektive o 40%.

Prostřednictvím snížení tažných vnitřních pnutí kovu blízko prstence lisovacího nástroje během vytlačování ráfkového profilu, činí nárokovaný způsob možných získávat profily s předepsanými fyzikálními a mechanickými vlastnostmi, stejně jako s vynikající odolností vůči korozi. To, opět, snižuje váhu kola a zlepšuje jeho výkonnostní charakteristiky na úroveň nepřekonatelnou jakýmkoli jiným známým výrobním způsobem.

Prostřednictvím zvolení optimální teploty a rychlosti, stejně jako kinematických podmínek pro průtlačné lisování s pomocí tření, je možné dosáhnout zlepšených mechanických vlastností podél délky a napříč profilu vytlačovaného produktu, za nepřítomnosti strukturální nestejnoměrnosti v podobě, například, hrubé krystalické kontury, což je obtížné realizovat jakýmkoli jiným způsobem průtlačného lisování. Totéž platí o změnění struktury se zvýšenou úrovní plasticity a nerekrystalizované se zvýšenou úrovní vlastností pevnosti, v souladu s požadavky stanovenými podmínkami výkonnosti daných kol.

Navíc, v důsledku použití lisovacích nástrojů s vícenásobnými jednotkami k výrobě obrobku z vytlačeného profilu pro následné formování kovu příslušného disku, nárokovaný způsob má možnost měnit se od jednoho typu kola k druhému.

Claims (14)

1. PATENTOVÉ

   NÁROKY • · · · · ·

   1. Způsob výroby kola z lehké slitiny, skládající se z výroby ráfku kola z profilu získaného průtlačným lisováním počátečního předvalku, ohýbáním tohoto profilu do prstence a svářením natupo; z výroby disku kola, jenž je pak slícován a připojen k ráfku; vyznačující se tím, že že v závislosti na předepsaných úrovních homogenity struktury kovu a fyzikálních a mechanických vlastnostech tohoto profilu, je posledně jmenovaný vyráběn průtlačným lisováním předehřátého předvalku v nepřítomnosti odporové akce třecích sil anebo v přítomnosti regulovaných stlačovacích sil v povrchových vrstvách, použitím předem zvolených ohřívacích podmínek pro předvalek a pro kontejner průtlačníku, stejně jako kinematických podmínek pohybů kontejneru a pístu; profil je ohnut do prstence na profil ohýbajících zařízeních a po svaření natupo je vyrobený ráfek vystaven roztažení; disk je vyráběn litím pod tlakem nebo lisováním v zápustce válcovitého anebo deskového polotovaru, zatímco disk a ráfek jsou slícovány dohromady stlačením a následným svařením.
2. 2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že aby se získal profil průtlačným lisováním s homogenní strukturou a minimální tloušťkou hrubé krystalové kontury, jež definuje surovinu pro opracování vnitřního povrchu ráfku s dodatečnou lícovací vůlí učiněnou pro změnu velikostí profilu v postupu ohýbání a roztahování, pro průtlačné není brán předvalek delší než dva průměry, předvalek a kontejner jsou ohřívány do rámce (0,8-0,95) a (0,8-0,9), v uvedeném pořadí, horního teplotního limitu na rozmezí duktility kovu a průtlačné lisování je prováděno přímým nebo nepřímým způsobem, s rychlostí rovnající se rámci (0,3-0,5) omezující hodnoty určované nezbytností zachovat kontinuitu daného profilu, a při přímé extruzi jsou běžně používána speciální mazadla.

   ·· · ··· ·« ·φ ^Γ • · · ··· · · · · • · · · 9 · 9 · · ·· • ···♦ · · · ···· · ··· · · • · * · · « · * • ·· ♦ · ♦ · · ♦ ♦ 9 9
3. 3. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že výroba vytlačované části s homogenní strukturou a bez hrubé krystalické kontury na vnitřním povrchu ráfku a bez suroviny k opracování, je prováděna prostřednictvím přímého anebo nepřímého způsobu, bez použití speciálních mazadel za izotermických provozních kontejneru a předvalku do teplotního limitu na rozmezí rovnající se rámci (0,2-0,3) nezbytností zachovat kontinuitu podmínek, s předehříváním rámce (0,9-0,95) horního duktility kovu, rychlostí omezující hodnoty určované daného profilu, skrze lisovací nástroj se dvěmi kanály umístěnými vzájemně proti sobě a s povrchy profilu, jež budou sloužit jako vnitřní povrch každého ráfku, lící k podélné ose lisovacího nástroje.
4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že aby se vyrobil profil s homogenní strukturou a se zvýšenou úrovní fyzikálních a mechanických vlastností, bez žádné hrubé krystalické kontury a bez suroviny pro opracovávání, provádí se předehřívání kontejneru a předvalku do rámce (0,75-0,90) horního teplotního limitu na rozmezí duktility kovu, a je prováděno průtlačné lisování v podmínkách s pomocí třecích sil způsobem SPÁT, s rychlostí rovnající se rámci (0,3-0,6) omezující hodnoty určované nezbytností zachovat kontinuitu daného profilu, poměr mezi rychlostí kontejneru a rychlostí pístu je udržován v rozpětí od 1,1 do 1,4.
5. 5. Způsob podle jakéhokoli z nároků 1, 2, 3, 4, vyznačující se t í m, že konfigurace a rozměry té části profilu, jež formuje vnější povrch ráfku, jsou stanoveny zcela v souladu s tímto vnějším povrchem, a konfigurace a rozměry té části profilu, jež formuje vnitřní povrch ráfku, jsou korigovány prostřednictvím vůle provedené pro změnu rozměrů profilu, ke které dochází během ohýbání a roztahování.

   Τ'/ • · • · · φφφ φφ φ stejně jako pro eventuelní následné opracování vnitřního povrchu ráfku.
6. 6. Způsob podle nároků 1, 5,vyznačuj ící se tím, že ohýbání vytlačeného profilu se provádí v jedné operaci po předchozím otáčení dovnitř příslušných zakončení, bez předehřívání předvalku.
7. 7. Způsob podle nároku 1, 5,vyznačující se tím, že ohýbání profilu, jehož materiál má mírnou zásobu (zdroj) duktility, je prováděno v několika operacích žíháním mezi operacemi anebo v jedné operaci v zahřátém stavu.
8. 8. Způsob podle jakéhokoli z nároků 1, 2, 3, 4, vyznačující se tím, že profil ohnutý do ráfku je podroben leptání, mytí, sušení a potom sváření natupo, se spojem natupo umístěným v pravém anebo ostrém úhlu k boční přírubě extrudátu, zatímco délka profilu je učiněna rovnající se rámci (0,97-0,99) navržené hodnoty za účelem vzetí v úvahu následného uvedení do správného tvaru (orovnání) ráfku prostřednictvím roztahování.
9. 9. Způsob podle nároku 1, 6,vyznačující se tím, že vytlačený profil ohnutý do ráfku je odporově svařen natupo stlačením.
10. 10. Způsob podle nároků 1, 6, vyznačující se tím, že uvedení do správného tvaru (orovnání) svařeného ráfku je provedeno roztahováním či redukováním v dělených zápustkách, či gumovým či polyurethanovým formováním.
11. 11. Způsob podle nároků 1, 6,vyznačující se tím, že uvedení svařeného ráfku do správného tvaru je provedeno jeho zahřátím na příslušnou horní teplotní mez na rozmezí duktility kovu a pak jeho upevněním na dělený upínací trn pro následné ochlazení na okolní teplotu.

    ··

    - ·· ·♦ ··· · · · 9 9 99 ··· · · · · · ·99 * ······ ······ ····9 • · 999 *99 ··♦ · · 99 9 9999
12. 12. Způsob podle jakéhokoli z nároků 1, 2, 3, 4, vyznačující se tím, že disk kola se vyrábí lisováním v zápustce litého polotovaru anebo litím s montážním povrchem disku následně opracovaným, a disk je potom vtlačen do ráfku a k němu přivařen okolo vnitřního povrchu ráfku.
13. 13. Způsob podle jakéhokoli z nároků 1, 2, 3, 4, vyznačující se tím, že disk kola je vyráběn prostřednictvím lisování v zápustce vytlačeného obrobku, simultánně s připojováním disku k ráfku v dělených zápustkách, a přivařování disku k ráfku je prováděno tlakovým či obloukovým postupem okolo vnitřního povrchu ráfku.
14. 14. Způsob podle jakéhokoli z nároků 1, 2, 3, 4, vyznačující se tím, že kolo disku je vyráběno z tyčového polotovaru lisováním v zápustce v dělených zápustkách, simultánně s připojováním disku k ráfku, a přivařování disku k ráfku je prováděno tlakem v mediu neutrálního plynu při teplotách zahřívání blízkých horní mezi na rozmezí duktility kovu; v tomto případě může být ráfek použit s technologickými hřebeny a žlábky na vnitřní straně.