CN103624235A - 采用液态锻造和旋压工艺组合制造轮毂的方法 - Google Patents

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王书标
李献亮
王光
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Abstract

本发明公开了一种采用液态锻造和旋压工艺组合制造轮毂的方法，其方法步骤主要包括：a、取材步骤；b、液态锻造步骤；c旋压成型步骤；透过上述步骤将液态或半固态铝合金材料经液态锻造形成轮毂毛胚后，再利用旋压机对轮辋进行旋压加工制成轮毂，使该轮毂成品的肋骨、安装面、突缘、轮辋等结构的机械性能大幅提升，具有达到10%以上的延伸率以及288MPa以上的抗拉强度，机械性能实现质的突破。

Description

采用液态锻造和旋压工艺组合制造轮毂的方法
技术领域
本发明涉及一种轮毂的制造方法，特别是涉及一种采用液态锻造和旋压工艺组合的技术，藉以提升轮毂机械性能的制造方法。
背景技术
汽车轮毂是支撑汽车整体重量并与动力源连接带动汽车行驶的重要构件，故其机械性能将直接影响汽车的使用安全。目前轮毂的锻造生产方法如表一所示，主要有重力铸造、低压铸造、铸造旋压、锻造旋压及液态模锻等方法，各种方法又有着各自的优缺点：
Figure BDA00002064566200011
由上表可以看出，虽然轮毂生产工艺非常成熟，但机械性能相差很大，且造型、产量、制造成本等未能兼顾，而有待进一步改善。
发明内容
鉴于上述习知轮毂制造工艺存在的问题，本发明的目的在于提出一种采用液态锻造和旋压工艺组合制造轮毂的方法，其结合液态锻造和旋压工艺组合，以锻造成型出具有10%以上延伸率以及288MPa以上抗拉强度的机械性能的铝合金轮毂，并达到实现造型多样性和批量规模的生产目的。
为达上述目的，依据本发明所提供的一种液态锻造和旋压组合工艺制造轮毂的方法，该方法步骤包括：
a、取材步骤S1：提供一液态或半固态铝合金材料；
b、液锻步骤S2：以制得一液锻轮毂毛胚，该所述液锻轮毂毛胚成形有一毛胚轮辋，该所述轮辋毛胚端缘成形有一肋骨结构以及成形于该所述肋骨结构中央有一安装面；
c、旋压成型步骤S3：将该液锻轮毂毛胚100置入一旋压机的一模具内，令该旋压机旋压该液锻轮毂毛胚100的轮辋110，以制得一轮毂10。
进一步的，步骤1中所述的半固态铝合金材料可以用镁合金材料替代。
进一步的，步骤1中所述的半固态铝合金材料，是指固态和液态的铝合金材料的混合料浆，其中固态成份所占比例小于70%。
进一步的，步骤2中所述的液锻油压机，是指公称压力为300吨以上的液压装置。
有关于本发明为达成上述目的，所采用的技术、手段及其它功效，兹举一较佳可行实施例并配合图式详细说明如后。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明采用液态锻造和旋压工艺组合制造轮毂的方法的步骤流程示意图；
图2是本发明的轮毂成品结构正面示意图；
图3是本发明液锻轮毂毛胚的结构剖视示意图；
图4是本发明轮毂成品的结构剖视示意图。
主要组件符号说明：
取材步骤S1                铝锭溶解步骤S11
除渣去氢步骤S12
液锻步骤S2
旋压成型步骤S3
成型毛胚预热步骤S31
旋压步骤S32
液锻轮辋毛胚100          毛胚轮辋110
轮毂成品10               轮辋11
肋骨结构12               安装面13
突缘14
具体实施方式
为使审查委员对本发明的目的、特征及功效能够有更进一步的了解与认识，以下兹请配合附图详述如后：
首先，请查看图1，该制造方法步骤主要包括一取材步骤S1、一液锻步骤S2及一旋压成型步骤S3以制得一轮毂成品10，其中：
该取材步骤S1：提供一液态或半固态铝合金材料，该取材步骤S1包括一铝锭溶解步骤S11及一除渣去氢步骤S12，其中：
该铝锭溶解步骤S11提供铝锭做为一原料，利用一溶解炉将该原料溶解为一铝汤，并将该铝汤输送至一保温炉中保温；
该除渣去氢步骤S12将一除渣剂加入该保温炉中的铝汤进行除渣作业，并于该铝汤中添加细化剂、中间合金等形成铝合金材料，接着通入高纯度氩气或氮气对该铝合金材料进行除氢作业；
该铝合金材料可以为液态，也可以为半固态铝合金材料即固态和液态的铝合金材料的混合料浆，其中固态成份所占比例小于70%。
该液锻步骤S2：将该铝合金材料注入液锻油压机模具中，该液锻油压机的公称压力为300吨以上，该液锻油压机对该铝合金材料施加锻造压力，以使该铝合金液的晶粒易于收缩且在高压下微小塑变成型为该液锻轮毂毛胚100，如图2、图3所示，该液锻轮毂毛胚100成形有一毛胚轮辋110，该轮辋毛胚110端缘成形有一肋骨结构12以及成形于该肋骨结构12中央的一安装面13，该肋骨结构12与该轮辋毛胚110之间成形有一突缘14；
该旋压成型步骤S3：该旋压成型步骤S3包括成型毛胚预热步骤S31和旋压步骤S32：
该成型毛胚预热步骤S31利用一连续炉以420至450℃的预热温度对该液锻轮毂毛胚100预热；
旋压步骤S32将预热后的液锻轮毂毛胚100置入一旋压机的一模具内，该模具温度为400至420℃，令该旋压机旋压该液锻轮毂毛胚100的轮辋110，如图4所示，以制得一轮毂成品10且令该轮毂成品10的一轮辋11具有10%以上延伸率以及280MPa以上抗拉强度的机械性能。
本实施例中，该旋压成型步骤S3于旋压该液锻轮毂毛胚100后，可另进行热处理步骤，即将旋压后轮毂进行热处理作业，并经下表项目加工检查管制，从而制得一该轮毂成品10。
Figure BDA00002064566200041
藉此，本发明铝合金轮毂的液态模锻旋压成型方法透过上述结合液态模锻与旋压加工的步骤流程，具有下列功效：
1、本发明将原始毛胚(即主要由该铝锭组成的铝合金材料)在液态或半固态下进行液态锻造，从而达到可制成多样化轮毂结构的目的；
2、本发明铝合金轮毂成型方法透过在高压下成型，具有减少轮毂表面及内部在成形过程中形成缺陷，从而大幅提升轮毂整体结构的机械性能，使轮毂具有10%至14%的延伸率，且可达288Mpa以上的抗拉强度；
3、本发明利用结合旋压成形该轮毂的轮辋结构，有效减少轮辋内部结构的缺陷，并大幅提升机械性能。
上述制作轮毂的铝合金材料可全部由镁合金替代。
综上所述，一种采用液态锻造和旋压工艺组合制造轮毂的方法，是通过结合液态锻造和旋压加工的步骤流程，有效改善习知轮毂因生产工艺所造成的机械性能差异大，且造型、产量、制造成本等未能兼顾等问题，而具有达到改善的功效。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种采用液态锻造和旋压工艺组合制造轮毂的方法，其特征在于，所述方法步骤包括：
a、取材步骤S1：提供一液态或半固态铝合金材料；
b、液锻步骤S2：将该所述铝合金材料注入液锻油压机的模具内进行液锻，以制得一液锻轮毂毛胚，该所述液锻轮毂毛胚成形有一毛胚轮辋，该所述轮辋毛胚端缘成形有一肋骨结构以及成形于该所述肋骨结构中央有一安装面；
c、旋压成型步骤S3：将所述液锻轮毂毛胚置入一旋压机的一模具内，令所述旋压机旋压所述液锻轮毂毛胚的轮辋，以制得一轮毂。
2.如权利要求1所述的采用液态锻造和旋压工艺组合制造轮毂的方法，其特征在于，步骤1中所述的半固态铝合金材料可以用镁合金材料替代。
3.如权利要求1所述的采用液态锻造和旋压工艺组合制造轮毂的方法，其特征在于，步骤1中所述的半固态铝合金材料是指固态和液态的铝合金材料的混合料浆，其中所述固态成份所占比例小于70%。
4.如权利要求1所述的采用液态锻造和旋压工艺组合制造轮毂的方法，其特征在于，步骤2中所述的液锻油压机是指公称压力为300吨以上的液压装置。
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