JP2847867B2 - Method for manufacturing vehicle wheel and wheel thereof - Google Patents
Method for manufacturing vehicle wheel and wheel thereofInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は車両用ホイールの製造方法および車両用ホ
イールに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a vehicle wheel and a vehicle wheel.
従来においては、車両用ホイールを鍛造によって製造
し、ディスク部の強度を確保するとともにリム部の伸び
を向上させていた。Conventionally, a vehicle wheel has been manufactured by forging to secure the strength of the disk portion and improve the elongation of the rim portion.
しかしながら、鍛造技術によって車両用ホイールを製
造することは、材料歩留まりが悪いため、製造コストが
高額化ぜざるを得ないという不都合を有した。However, manufacturing the vehicle wheel by the forging technique has a disadvantage that the manufacturing cost has to be increased because the material yield is low.
この発明の課題はかかる不都合を解消することであ
る。An object of the present invention is to eliminate such inconvenience.
前記課題を解決するために、この発明に係る車両用ホ
イールの製造方法においては、ディスク部とリム素材部
からなるホイール素材を溶湯鍛造（加圧鋳造）によって
製造し、その後、このホイール素材のリム素材部をスピ
ニング成形することによってリム部とする車両用ホイー
ルの製造方法において、又、ディスク部とリム部とが一
体成形されている車両用ホイールにあって、前記ディス
ク部を溶湯鍛造によって成形するとともに前記リム部を
スピニング成形によって成形する車両用ホイールにおい
て、前記材料が、主成分としてSi0.20〜4.5％,Cu0.10〜
0.4％,Mg0.4〜1.5％,Zn0.30％以下を含有し、残りはAl
としたもの（以下第一材料と記す）である。In order to solve the above-mentioned problems, in a method for manufacturing a vehicle wheel according to the present invention, a wheel material including a disk portion and a rim material portion is manufactured by molten forging (pressure casting), and thereafter, the rim of the wheel material is manufactured. In a method of manufacturing a vehicle wheel having a rim portion formed by spinning a material portion, a disc portion and a rim portion are integrally formed in a vehicle wheel, and the disc portion is formed by molten forging. In addition, in a vehicle wheel in which the rim portion is formed by spinning, the material is mainly composed of Si 0.20 to 4.5%, Cu 0.10 to
Contains 0.4%, Mg 0.4-1.5%, Zn 0.30% or less, with the balance being Al
(Hereinafter referred to as a first material).
ここに、Siを0.20〜4.5％に限定したのは、この範囲
よりも少なすぎると、湯回りおよび引け巣が不良となる
とともに熱間割れが発生する結果、成形が困難となる。
一方、この範囲よりも多すぎると、成形品の組織が粗大
化するため靭性が低下する。Here, the Si content is limited to 0.20 to 4.5%. If the Si content is too small, the run and shrinkage cavities become poor, and hot cracking occurs. As a result, molding becomes difficult.
On the other hand, if it is more than this range, the structure of the molded article becomes coarse, and the toughness is reduced.
又、Cuを0.10〜0.4％に限定したのは、この範囲より
も少なすぎると、常温、高温での強度向上及び機械加工
性（切削性）の改善を図ることができない。一方、この
範囲よりも多すぎると、耐食性が劣る。Further, when the Cu content is limited to 0.10 to 0.4%, if it is too small, the strength cannot be improved at room temperature and high temperature and the machinability (cutability) cannot be improved. On the other hand, if it is more than this range, the corrosion resistance is poor.
Mgを0.4〜1.5％に限定したのは、この範囲よりも少な
すぎると、Siの共存により時効変化による強度向上に寄
与できず、耐食性および機械加工性の向上を図ることが
できない。一方、この範囲よりも多すぎると、流動性及
び溶湯補給性を劣化させるため引け特性を低下させると
ともに、Siを多く含む場合靭性を著しく低下させる。When Mg is limited to 0.4 to 1.5%, if it is too small, the coexistence of Si cannot contribute to improvement in strength due to aging change, and cannot improve corrosion resistance and machinability. On the other hand, if the content is more than this range, the fluidity and the replenishing property of the molten metal are deteriorated, so that the shrinkage property is reduced.
第一材料の具体例としては、Si0.20〜4.5,Cu0.1〜0.4
％,Mg0.4〜1.5％,Fe1.0％以下,Mn0.8％以下,Cr0.40％以
下,Zn0.30％以下,Ti0.20％以下残りはAlである材料があ
げられる。Specific examples of the first material include Si 0.20 to 4.5, Cu 0.1 to 0.4
%, Mg 0.4 to 1.5%, Fe 1.0% or less, Mn 0.8% or less, Cr 0.40% or less, Zn 0.30% or less, and Ti 0.20% or less.
なお、この場合、Feは金型への焼き付け防止効果を向
上させるため適量を必要とする。1.0％以下に限定した
のは、この範囲よりも多いと、Feはアルミ合金中でFe A
l3,Al−Fe−Siの金属間化合物を形成し、靭性低下、耐
食性の劣化を、溶湯補給性の低下による引け低下をもた
らすからである。In this case, an appropriate amount of Fe is required to improve the effect of preventing seizure on the mold. The reason for limiting the content to 1.0% or less is that if the content is more than this range, Fe becomes Fe A
This is because an intermetallic compound of l 3 , Al—Fe—Si is formed, which causes a decrease in toughness and a decrease in corrosion resistance, and a decrease in shrinkage due to a decrease in replenishability of the molten metal.
Mnは鉄分による耐食性劣化と靭性劣化を防止する。0.
8％以下に限定したのは、この範囲よりも多いと、Mnは
溶解炉中でスラッジを形成し、炉を傷める原因となると
ともに粗大金属間化合物を形成し靭性の低下をもたら
す。Mn prevents deterioration of corrosion resistance and toughness due to iron. 0.
The reason why the content is limited to 8% or less is that if the content is more than this range, Mn forms sludge in a melting furnace and causes damage to the furnace, and also forms coarse intermetallic compounds and lowers toughness.
Crは結晶粒界強化により対応力腐食割れ性の改善と高
温強度の向上を図ために必要とする。Crを0.40％以下に
限定したのは、この範囲よりも多いと、靭性低下を・機
械加工性の劣化をもたらす。Cr is necessary to improve corrosion cracking resistance and high-temperature strength by strengthening the crystal grain boundaries. The reason why the content of Cr is limited to 0.40% or less is that if it is more than this range, the toughness is reduced and the machinability is deteriorated.
ZnはMgとの共存により機械的性質を向上させるために
必要とする。Znを0.30％以下に限定したのは、この範囲
よりも多いと、耐食性および耐熱間割れを劣化させるも
のである。Zn is required to improve mechanical properties by coexistence with Mg. The reason why the Zn content is limited to 0.30% or less is that if the content is more than this range, the corrosion resistance and the hot cracking are deteriorated.
Tiは鋳造性と機械的性質を向上させるために必要であ
る。Tiを0.20％以下に限定したのは、この範囲よりも多
いと流動性が劣化し、靭性が低下する。Ti is necessary to improve castability and mechanical properties. The reason for limiting Ti to 0.20% or less is that if it is more than this range, the fluidity will deteriorate and the toughness will decrease.
又、前記課題を達成するために、この発明に係る車両
用ホイールの製造方法においては、ディスク部とリム素
材部からなるホイール素材を溶湯鍛造（加圧鋳造）によ
って製造し、その後、このホイール素材のリム素材部を
スピニング成形することによってリム部とする車両用ホ
イールの製造方法において、又、ディスク部とリム部と
が一体成形されている車両用ホイールにあって、前記デ
ィスク部を溶湯鍛造によって成形するとともに前記リム
部をスピニング成形によって成形したことを特徴とする
車両用ホイールにおいて、前記材料が、主成分としてAl
5.0〜11.0％,Zn0.1〜1.0％,Mn0.1〜0.6％，残りはMgと
したもの（以下第二材料と記す）である。In order to achieve the above object, in a method for manufacturing a vehicle wheel according to the present invention, a wheel material including a disk portion and a rim material portion is manufactured by molten forging (pressure casting), and thereafter, the wheel material is manufactured. A method for manufacturing a vehicle wheel having a rim portion formed by spinning a rim material portion of a vehicle, wherein the disc portion and the rim portion are integrally formed in a vehicle wheel, and the disc portion is formed by melt forging. In a vehicle wheel, wherein the rim portion is formed by spinning and formed, the material comprises Al as a main component.
5.0 to 11.0%, Zn 0.1 to 1.0%, Mn 0.1 to 0.6%, the balance being Mg (hereinafter referred to as second material).
ここに、Alを5.0〜11.0％に限定したのは、この範囲
を越えるとポロシティが多くなり伸びが低下する。一
方、この範囲未満であると鋳造性が悪くなる。Here, the reason why the Al content is limited to 5.0 to 11.0% is that if the content exceeds this range, porosity increases and elongation decreases. On the other hand, if it is less than this range, castability deteriorates.
また、Znを0.1〜1.0％に限定したのは、この範囲を越
えると耐食性が低下するとともに熱間割れ性が劣化す
る。一方、この範囲未満であると鋳造性が低下するとと
もに耐力が低下し、熱間ぜい性が発生しやすい。Further, the reason why the Zn content is limited to 0.1 to 1.0% is that if it exceeds this range, the corrosion resistance decreases and the hot cracking property deteriorates. On the other hand, if it is less than this range, the castability decreases and the proof stress decreases, and hot brittleness is likely to occur.
更に、Mnを0.1〜0.6％に限定したのは、この範囲を越
えると粗大金属間化合物を形成し、靭性低下をもたら
す、一方、この範囲未満であると耐食性劣化と靭性低下
を防止できない。Further, the reason why Mn is limited to 0.1 to 0.6% is that if the content exceeds this range, a coarse intermetallic compound is formed and the toughness is reduced. On the other hand, if the content is less than this range, deterioration of corrosion resistance and toughness cannot be prevented.
又、前記課題を達成するために、ディスク部とリム素
材部からなるホイール素材を溶湯鍛造（加圧鋳造）によ
って製造し、その後、このホイール素材のリム素材部を
スピニング成形することによってリム部とする車両用ホ
イールの製造方法において、又、ディスク部とリム部と
が一体成形されている車両用ホイールにあって、前記デ
ィスク部を溶湯鍛造によって成形するとともに前記リム
部をスピニング成形によって成形する車両用ホイールに
おいて、前記材料が、主成分としてZn3.5〜7.0％,Zr0.3
〜1.2％，残りはMgとしたもの（以下第三材料と記す）
である。In order to achieve the above object, a wheel material composed of a disc portion and a rim material portion is manufactured by melt forging (pressure casting), and then the rim portion of the wheel material is formed by spinning. A method of manufacturing a vehicle wheel, comprising: a vehicle wheel in which a disk portion and a rim portion are integrally formed, wherein the disk portion is formed by molten forging and the rim portion is formed by spinning. In the wheel for use, the material is mainly composed of Zn3.5 to 7.0%, Zr0.3
~ 1.2%, balance is Mg (hereinafter referred to as third material)
It is.
ここに、Znを3.5〜7.0％に限定したのは、この範囲を
越えると耐食性が低下するとともに熱間割れ性が劣化す
る。一方、この範囲未満であると鋳造性が低下するとと
もに耐力が低下し、熱間ぜい性が発生しやすい。Here, the reason why the Zn content is limited to 3.5 to 7.0% is that if the Zn content is beyond this range, the corrosion resistance decreases and the hot cracking property deteriorates. On the other hand, if it is less than this range, the castability decreases and the proof stress decreases, and hot brittleness is likely to occur.
また、Zrを0.3〜1.2％に限定したのは、この範囲を越
えると靭性が低下する。一方、この範囲未満であると結
晶の微細化ができないものである。Further, the reason why Zr is limited to 0.3 to 1.2% is that if it exceeds this range, the toughness decreases. On the other hand, if it is less than this range, the crystal cannot be refined.
なお、第三材料の具体例として、Zn5.6％,Zr0.60％，
残りはMgで材料が挙げられる。In addition, as specific examples of the third material, Zn5.6%, Zr0.60%,
The rest is Mg and the materials are listed.
この発明に係る車両用ホイールの製造方法は上記のよ
うに構成されているため、車両用ホイールを一体的に製
造することができるとともに前記ディスク部の強度およ
びリム部の伸びをより一層向上させることができる。
又、この発明に係る車両用ホイールは上記のように構成
されているため、前記ディスク部の強度およびリム部の
伸びをより一層向上させることができる。Since the method for manufacturing a vehicle wheel according to the present invention is configured as described above, the vehicle wheel can be manufactured integrally, and the strength of the disk portion and the elongation of the rim portion can be further improved. Can be.
Further, since the vehicle wheel according to the present invention is configured as described above, the strength of the disc portion and the elongation of the rim portion can be further improved.
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図において、Ｍは鋳型装置であり、下型41,上型4
2および模型43,43によって構成されている。In FIG. 1, M is a mold device, and a lower mold 41, an upper mold 4
2 and models 43, 43.
この鋳型装置Ｍにおいて、５はホイール素材成形空間
であり、この空間５はディスク部成形空間51とリム素材
部成形空間52とによって構成される。In this mold apparatus M, reference numeral 5 denotes a wheel material forming space, and this space 5 is constituted by a disk portion forming space 51 and a rim material forming space 52.
６は湯道であり、前記下型42に形成されている。この
湯道６は上下方向に延び、ディスク部成形空間51に開口
している。なお、61はこの開口部に位置している堰であ
る。Reference numeral 6 denotes a runner, which is formed on the lower mold 42. The runner 6 extends in the up-down direction and opens into the disc forming space 51. Reference numeral 61 denotes a weir located at the opening.
次に、７は給湯用シリンダであり、前記湯道６に連設
されている。又、８は給湯用ピストンであり、前記シリ
ンダ７に進退可能に嵌挿している。71は給湯管であり、
前記シリンダ７に設置されている。この給湯管71を介し
て前記シリンダ７内、ひいては、前記鋳型装置Ｍのホイ
ール素材成形空間５に充填される。溶湯（Si0.60％,Cu
0.25％,Mg0.95％,Fe0.23％,Mn0.02％,Cr0.14％,Zn0.05
％,Ti0.08％，残りはAlである材料、この発明の「第一
材料」に相当する）が、前記シリンダ７内および前記ホ
イール素材成形空間５に充填された後に、前記ピストン
８を進入させれば、溶湯（充填された溶湯）は加圧さ
れ、後記車両用ホイール素材３が加圧鋳造（溶湯鍛造）
される。なお、ここにいう車両用ホイール素材３とは、
ディスク部31とリム素材部32とが一体鋳造されたもので
ある。Next, reference numeral 7 denotes a hot water supply cylinder which is connected to the runner 6. Reference numeral 8 denotes a hot water supply piston, which is inserted into the cylinder 7 so as to be able to advance and retreat. 71 is a hot water supply pipe,
It is installed on the cylinder 7. Through the hot water supply pipe 71, the inside of the cylinder 7, and eventually, the wheel material forming space 5 of the mold apparatus M is filled. Molten metal (Si0.60%, Cu
0.25%, Mg 0.95%, Fe 0.23%, Mn 0.02%, Cr 0.14%, Zn 0.05
%, 0.08% of Ti, and the balance being Al, which corresponds to the “first material” of the present invention), after the cylinder 7 and the wheel material forming space 5 are filled, the piston 8 enters Then, the molten metal (filled molten metal) is pressurized, and the vehicle wheel material 3 described below is pressure-cast (melt forging).
Is done. In addition, the wheel material 3 for vehicles mentioned here is
The disk portion 31 and the rim material portion 32 are integrally cast.
次に、第２図において、１はマンドレルであり、軸心
の周囲に回転可能に設置されている。このマンドレル１
の周面はリム成形用型を構成する。２はテールストック
であり、前記マンドレル１と軸心を同一にして回転可能
に設置されている。前記車両用ホイール素材３は、前記
マンドレル１とこのテールストック２とによって挟持さ
れている。そして、ホイール素材３をマンドレル１とと
もに回転しながら、そのリム素材部32を押圧用へら４に
よって矢印方向に扱けば、リム部５が、ひいては、車両
用ホイールが形成される。Next, in FIG. 2, reference numeral 1 denotes a mandrel, which is rotatably installed around an axis. This mandrel 1
Has a rim forming die. Reference numeral 2 denotes a tail stock, which is rotatably installed with the same axis as the mandrel 1. The vehicle wheel blank 3 is sandwiched between the mandrel 1 and the tail stock 2. When the wheel material 3 is rotated together with the mandrel 1 and the rim material portion 32 is handled in the direction of the arrow by the pressing spatula 4, the rim portion 5 and thus the vehicle wheel are formed.
この実施例にあっては、材料として前記第一材料を使
用したが、前記第二材料及び第三材料の使用を妨げるも
のではない。In this embodiment, the first material is used as the material, but this does not prevent the use of the second material and the third material.
この発明に係る車両用ホイールの製造方法は上記のよ
うに構成されているため、車両用ホイールを一体的に製
造することができるとともに前記ディスク部の強度およ
びリム部の伸びをより一層向上させることができる。Since the method for manufacturing a vehicle wheel according to the present invention is configured as described above, the vehicle wheel can be manufactured integrally, and the strength of the disk portion and the elongation of the rim portion can be further improved. Can be.
よって、この車両用ホイールの製造方法を使用すれ
ば、鍛造方法を使用することなく、ディスク部の強度が
向上しているとともにリム部の伸びのよい車両用ホイー
ルを得ることができる結果、かかる車両用ホイールを低
コストで製造できるものである。Therefore, by using this method of manufacturing a vehicle wheel, it is possible to obtain a vehicle wheel in which the strength of the disc portion is improved and the rim portion is easily extended without using a forging method. Wheels can be manufactured at low cost.
この発明に係る車両用ホイールは上記のように構成さ
れているため、前記ディスク部の強度およびリム部の伸
びをより一層向上させることができる。Since the vehicle wheel according to the present invention is configured as described above, the strength of the disc portion and the elongation of the rim portion can be further improved.
よって、この車両用ホイールを使用すれば、鍛造方法
を使用することなく、ディスク部の強度およびリム部の
伸びのよい車両用ホイールを得ることができる結果、か
かる車両用ホイールを低コストで得ることができるもの
である。Therefore, by using this vehicle wheel, it is possible to obtain a vehicle wheel in which the strength of the disk portion and the elongation of the rim portion are good without using a forging method. As a result, such a vehicle wheel can be obtained at low cost. Can be done.
第１図はこの発明の実施例における加圧鋳造装置の断面
図、 第２図は同スピニング成形装置の断面図である。 ３……ホイール素材 31……ディスク部 32……リム素材部 ４……リム部 Ｗ……車両用ホイールFIG. 1 is a sectional view of a pressure casting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the spinning molding apparatus. 3 Wheel material 31 Disk 32 Rim material 4 Rim W Vehicle wheel
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60B 3/00 - 3/06 B21D 53/30 D──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B60B 3/00-3/06 B21D 53/30 D
Claims (6)
素材を溶湯鍛造（加圧鋳造）によって製造し、その後、
このホイール素材のリム素材部をスピニング成形するこ
とによってリム部とする車両用ホイールの製造方法にお
いて、 前記材料が、主成分としてSi0.20〜4.5％,Cu0.10〜0.4
％,Mg0.4〜1.5％,Zn0.30％以下を含有し、残りはAlであ
ることを特徴とする車両用ホイールの製造方法。1. A wheel material comprising a disk portion and a rim material portion is manufactured by molten forging (pressure casting).
In a method for manufacturing a vehicle wheel having a rim portion formed by spinning a rim material portion of the wheel material, the material is mainly composed of Si 0.20 to 4.5%, Cu 0.10 to 0.4
%, Mg 0.4-1.5%, Zn 0.30% or less, the balance being Al.
素材を溶湯鍛造（加圧鋳造）によって製造し、その後、
このホイール素材のリム素材部をスピニング成形するこ
とによってリム部とする車両用ホイールの製造方法にお
いて、 前記材料が、主成分としてAl5.0〜11.0％,Zn0.1〜1.0
％,Mn0.1〜0.6％，残りはMgであることを特徴とする車
両用ホイールの製造方法。2. A wheel material comprising a disk portion and a rim material portion is manufactured by melt forging (pressure casting).
In a method for manufacturing a vehicle wheel having a rim portion formed by spinning a rim material portion of the wheel material, the material is mainly composed of Al 5.0 to 11.0% and Zn 0.1 to 1.0.
%, Mn 0.1 to 0.6%, the balance being Mg.
素材を溶湯鍛造（加圧鋳造）によって製造し、その後、
このホイール素材のリム素材部をスピニング成形する車
両用ホイールの製造方法において、 前記材料が、主成分としてZn3.5〜7.0％,Zr0.3〜1.2
％，残りはMgであることを特徴とする車両用ホイールの
製造方法。3. A wheel material comprising a disk portion and a rim material portion is manufactured by molten forging (pressure casting), and thereafter,
In a method for manufacturing a vehicle wheel, in which a rim material portion of a wheel material is formed by spinning, the material is mainly composed of Zn 3.5 to 7.0% and Zr 0.3 to 1.2
%, The balance being Mg.
る車両用ホイールにあって、前記ディスク部を溶湯鍛造
によって成形するとともに前記リム部をスピニング成形
によって成形する車両用ホイールにおいて、 前記材料が、主成分としてSi0.20〜4.5％,Cu0.10〜0.4
％,Mg0.4〜1.5％,Zn0.30％以下を含有し、残りはAlであ
ることを特徴とする車両用ホイール。4. A vehicle wheel in which a disk portion and a rim portion are integrally formed, wherein the disk portion is formed by melt forging and the rim portion is formed by spinning. But the main components are Si 0.20-4.5%, Cu 0.10-0.4
%, Mg 0.4-1.5%, Zn 0.30% or less, the balance being Al.
る車両用ホイールにあって、前記ディスク部を溶湯鍛造
によって成形するとともに前記リム部をスピニング成形
によって成形する車両用ホイールにおいて、 前記材料が、主成分としてAl5.0〜11.0％,Zn0.1〜1.0
％,Mn0.1〜0.6％，残りはMgであることを特徴とする車
両用ホイール。5. A vehicle wheel in which a disc portion and a rim portion are integrally formed, wherein the disc portion is formed by melt forging and the rim portion is formed by spinning. But, as a main component, Al5.0 ~ 11.0%, Zn0.1 ~ 1.0
%, Mn 0.1-0.6%, the balance being Mg.
る車両用ホイールにあって、前記ディスク部を溶湯鍛造
によって成形するとともに前記リム部をピニング成形に
よって成形する車両用ホイールにおいて、 前記材料が、主成分としてZn3.5〜7.0％,Zr0.3〜1.2
％，残りはMgであることを特徴とする車両用ホイール。6. A vehicle wheel in which a disk portion and a rim portion are integrally formed, wherein the disk portion is formed by molten forging and the rim portion is formed by pinning. But Zn-3.5 ~ 7.0%, Zr0.3 ~ 1.2 as main components
%, The balance being Mg.
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