CN101130202A - 汽车铝合金轮毂的锻造方法及其锻造模具 - Google Patents

汽车铝合金轮毂的锻造方法及其锻造模具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种汽车铝合金轮毂的锻造方法，仅需一次加热、一付模具就可生产出无飞边的汽车铝合金轮毂。本发明还涉及一种实施上述锻造方法的锻造模具，上模由依次嵌套安装的上中心锤头、上模内圈、上模中圈、上模外圈构成；下模由依次嵌套安装的下中心锤头、下模内圈、下模中圈、下模外圈构成；模具在成型闭合时，上模中圈唇口的外壁伸入下模中圈唇口的内壁6～8毫米。在制造过程中用铝合金锻造工艺取代铝合金铸造工艺，使其机械性能得到较大提高，提高了汽车质量和安全性；不需要多次加热和多付模具，省去了切除飞边的工序，节约了大量的模具费、电费、人工费；采用本发明的模具结构，在模具出现磨损的情况下，仅需维修或更换磨损或损坏的部分，减少了模具维修费用。

Description

汽车铝合金轮毂的锻造方法及其锻造模具
技术领域
本发明涉及一种锻造方法，尤其是涉及一种汽车轮毂坯料的锻造方法，本发明还涉及一种上述锻造方法中使用的锻造模具。
背景技术
目前，铝合金轮毂正越来越广泛地应用于汽车领域，国内通常都采用铝合金压铸工艺来生产铝合金轮毂的坯料，铸造工艺生产出的铝合金轮毂难免存在铸造缺陷以及机械性能较低的问题，因此，铝合金锻造工艺取代铝合金铸造工艺应用于汽车铝合金轮毂坯料的生产势在必行。在现有技术中，与汽车铝合金轮毂相近尺寸和重量产品的锻造工艺过程，通常需要经过2-3次模锻，其中对坯料加热要2-3次，使用2-3付锻造模具，最后还需要切除飞边，因此，需要花费大量的模具费、电费、人工费，切除飞边所产生的大量废料也会产生巨大的浪费。另外，现有的锻造工艺中所使用的锻造模具通常采用整体上模和整体下模的结构，模具损坏后的维修和更换的费用巨大。
发明内容
本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种仅需一次加热、一付模具就可生产出无飞边的汽车铝合金轮毂的方法，同时提供一种实施该方法的锻造模具。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种汽车铝合金轮毂的锻造方法，其锻造步骤如下：
(1)备料：将铝合金棒料切割成坯料；
(2)清洗：清洗坯料，去除油污；
(3)加热保温：用20～40分钟将坯料从室温加热到480℃～520℃，保温70～90分钟；
(4)镦粗：在1000吨压力机下锻打4～6次将坯料镦粗；
(5)锻造模具预热：用10～15分钟将锻造模具预热至250℃～300℃；
(6)终锻：在锻造模具上下模的型腔表面刷上润滑剂，当坯料在室温中降至450℃～470℃时，将坯料放入1600吨压力机下的锻造模具中，锻打3～5次成型。
上述的润滑剂为人造蜡或38号～24号汽缸油。
本发明还提供了一种实施上述方法的锻造模具的技术方案：
一种实施上述汽车铝合金轮毂的锻造方法的锻造模具，包括上、下模架及分别安装其中的上模、下模，上模由依次嵌套安装的上中心锤头、上模内圈、上模中圈、上模外圈构成，上模外圈固定安装在上模架中；下模由依次嵌套安装的下中心锤头、下模内圈、下模中圈、下模外圈构成，于下模内圈及下模中圈的下方装置垫铁，下模外圈固定安装在下模架中；模具在成型闭合时，上中心锤头、上模内圈、上模中圈分别与下中心锤头、下模内圈、下模中圈的位置相对，构成锻模型腔，上模中圈唇口的外壁伸入下模中圈唇口的内壁6～8毫米。
本发明的技术效果在于：
1.在汽车铝合金轮毂制造过程中用铝合金锻造工艺取代铝合金铸造工艺，减少了其在制造过程产生缺陷的可能性，同时，汽车铝合金轮毂的机械性能也得到较大的提高，一定程度上也提高了汽车的质量和安全性。
2.在汽车铝合金轮毂制造过程中仅需一次加热、一付模具就可生产出无飞边的汽车铝合金轮毂，不再需要多次加热和多付模具，还省去了切除飞边的工序，节约了大量的模具费、电费、人工费。
3.锻造模具上模采用嵌套安装的上中心锤头、上模内圈、上模中圈、上模外圈的结构，下模采用依次嵌套安装的下中心锤头、下模内圈、下模中圈、下模外圈的结构，在模具出现磨损或损坏的情况下，仅需维修或更换磨损或损坏的部分，减少了模具的维修费用。
附图说明
图1为本发明锻造方法的流程图。
图2为本发明锻造模具的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明方法的具体实施方式：
实施例1
如图1所示，本发明锻造方法包括以下步骤：(1)备料：将Φ250毫米的铝合金棒料切割成坯料；(2)清洗：清洗坯料，去除油污；(3)加热保温：用25分钟将坯料从室温加热到480℃，保温90分钟；(4)镦粗：在1000吨压力机下锻打6次，将坯料镦粗到Φ450毫米；(5)锻造模具预热：用15分钟将锻造模具预热至300℃；(6)终锻：在锻造模具上下模的型腔表面刷上38号汽缸油，当坯料在室温中降至450℃时，将坯料放入1600吨压力机下的锻造模具中，锻打5次即可成型为汽车铝合金轮毂坯料。
实施例2
如图1所示，本发明锻造方法包括以下步骤：(1)备料：将Φ250毫米的铝合金棒料切割成坯料；(2)清洗：清洗坯料，去除油污；(3)加热保温：用30分钟将坯料从室温加热到500℃，保温80分钟；(4)镦粗：在1000吨压力机下锻打5次，将坯料镦粗到Φ430毫米；(5)锻造模具预热：用12分钟将锻造模具预热至280℃；(6)终锻：在锻造模具上下模的型腔表面刷上24号汽缸油，当坯料在室温中降至460℃时，将坯料放入1600吨压力机下的锻造模具中，锻打4次即可成型为汽车铝合金轮毂坯料。
实施例3
如图1所示，本发明锻造方法包括以下步骤：(1)备料：将Φ250毫米的铝合金棒料切割成坯料；(2)清洗：清洗坯料，去除油污；(3)加热保温：用35分钟将坯料从室温加热到520℃，保温70分钟；(4)镦粗：在1000吨压力机下锻打4次，将坯料镦粗到Φ410毫米；(5)锻造模具预热：用10分钟将锻造模具预热至250℃；(6)终锻：在锻造模具上下模的型腔表面刷上人造蜡，当坯料在室温中降至470℃时，将坯料放入1600吨压力机下的锻造模具中，锻打3次即可成型为汽车铝合金轮毂坯料。
在上述实施例中，采用人造蜡或38号～24号汽缸油作为模锻时的润滑剂，而不采用模锻中通常采用的石墨油，因为铝合金中含有镁，使用石墨油会在锻件表面产生斑点，影响产品的美观。
锻造汽车铝合金轮毂与铸造汽车铝合金轮毂的机械性能相比较，有显著的提高，参见下表：
 抗拉强度(Mpa)  屈服强度(Mpa)   伸长率   硬度(HB)
  锻造汽车铝合金轮毂(铝合金6061)  310～320  280～300   10～12％   80～95
  铸造汽车铝合金轮毂(铝合金ZL101A)  192  157   5％   70
用于上述方法中的锻造模具的具体实施方式：
如图2所示，本发明包括上模架3、下模架4、上模1及下模2，上模1由依次嵌套安装的上中心锤头101、上模内圈102、上模中圈103、上模外圈104构成，上模外圈104用螺钉固定安装在上模架3中，由图2中可以看到，上中心锤头101、上模内圈102、上模中圈103通过轴肩或台阶由上模外圈104压紧在上模架3中。下模2由依次嵌套安装的下中心锤头201、下模内圈202、下模中圈203、下模外圈204构成，垫铁205装置于下模内圈202、下模中圈203的下方，并处于下模外圈204的中心部位，下模外圈204用螺钉固定安装在下模架4中，下中心锤头201、下模内圈202、下模中圈203及垫铁205安装于下模外圈204内，不需固定。模具在成型闭合时，上中心锤头101、上模内圈102、上模中圈103与下中心锤头201、下模内圈202、下模中圈203构成锻模型腔5，上模中圈103唇口的外壁伸入下模中圈203唇口的内壁6～8毫米(如图2中A尺寸)。在模锻过程中，坯料不断向锻造模具四周延展，在最后一次锻打坯料延展到模具型腔的周边时，上下模的唇口已经闭合，因此不会产生飞边。

Claims (3)

1.汽车铝合金轮毂的锻造方法，其锻造步骤如下：
(1)备料：将铝合金棒料切割成坯料；
(2)清洗：清洗坯料，去除油污；
(3)加热保温：用20～40分钟将坯料从室温加热到480℃～520℃，保温70～90分钟；
(4)镦粗：在1000吨压力机下锻打4～6次将坯料镦粗；
(5)锻造模具预热：用10～15分钟将锻造模具预热至250℃～300℃；
(6)终锻：在锻造模具上下模的型腔表面刷上润滑剂，当坯料在室温中降至450℃～470℃时，将坯料放入1600吨压力机下的锻造模具中，锻打3～5次成型。
2.按照权利要求1所述的汽车铝合金轮毂的锻造方法，其特征在于：所述的润滑剂为人造蜡或38号～24号汽缸油。
3.实施权利要求1汽车铝合金轮毂的锻造方法的锻造模具，包括上、下模架及分别安装其中的上模、下模，其特征在于：所述上模由依次嵌套安装的上中心锤头、上模内圈、上模中圈、上模外圈构成，上模外圈固定安装在上模架中；所述下模由依次嵌套安装的下中心锤头、下模内圈、下模中圈、下模外圈构成，于下模内圈及下模中圈的下方装置垫铁，下模外圈固定安装在下模架中；模具在成型闭合时，上中心锤头、上模内圈、上模中圈分别与下中心锤头、下模内圈、下模中圈的位置相对，构成锻模型腔，上模中圈唇口的外壁伸入下模中圈唇口的内壁6～8毫米。
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