CN104015006A - H型高镁铝合金轮毂的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种H型高镁铝合金轮毂的制造方法，包括以下步骤：第一步，将原料高镁铝合金热轧板制成圆环状坯料；第二步，将圆环状坯料用锻压机对轮辐部分进行锻压，得到锻压铝合金轮毂毛坯；第三步，采用旋压机，将锻压铝合金轮毂毛坯沿坯料的厚度方向劈开，旋压成H形，得到H形坯料；第四步，在强力旋压机上，对H形坯料的轮辋部分进行强力旋压，得到空心旋转体轮毂毛坯；第五步，稳定化处理；第六步，机加工及表面处理。本发明采用铝合金热轧厚板为原料，无需经锻造预制锻坯，大大简化了工艺，实现提高生产效率和降低能耗的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮毂的制造方法，具体涉及一种H型高镁铝合金轮毂的制造方法。
背景技术
目前，汽车工业正朝着轻量、高速、安全、节能、舒适与环境污染轻的方向发展，因此铝合金零部件在汽车中的用量日益增多。轮毂作为汽车行驶***中的重要部件之一，也是一种要求较高的保安件，它不仅承载汽车的重量，同时也体现着汽车的外观造型。在过去的十年中，全球铝合金汽车轮毂产量的年平均增长率达7.6%。由此可见，随着汽车轻量化的需求日益扩大，铝合金轮毂在现代汽车制造中正逐步取代传统的钢制轮毂而被广泛地推广应用。
传统铝合金轮毂通常以Al-Mg-Si合金为原材料，成形后需经过长时间的高温固溶及时效处理，具有工艺复杂，能耗高等缺点。
而现有的Al-Mg合金轮毂通常以两件式组合方式进行生产，两件式车轮由环状轮圈与盘状轮盘两部分焊接或钉上。轮圈通常采用Al-Mg合金板材冲压或焊接，然后辊压成形；而轮盘则采用单独锻造或铸造成形。此方法具有工艺复杂，材料利用率低、焊缝强度难以控制等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种H型高镁铝合金轮毂的制造方法，它可以解决现有技术工艺复杂，生产效率低和能耗高的问题，达到降低能耗，提高生产效率的目的。
为解决上述技术问题，本发明H型高镁铝合金轮毂的制造方法的技术解决方案为，包括以下步骤：
第一步，备料；
将原料高镁铝合金热轧板制成圆环状坯料；
所述高镁铝合金热轧板采用高镁铝合金铸锭经过热轧处理制成；热轧处理的方法为：开轧温度为440℃～500℃，终轧温度为300℃～350℃。
所述高镁铝合金的Mg含量不低于4%。
所述高镁铝合金为5182、5083、5A05、5A06铝合金。
所述高镁铝合金热轧板的厚度为30mm～80mm。
第二步，锻压；
将圆环状坯料用锻压机对轮辐部分进行锻压，得到锻压铝合金轮毂毛坯；
所述锻压为温锻或冷锻。
所述锻压的变形量为5%～40%。
第三步，劈开旋压；
采用旋压机，将锻压铝合金轮毂毛坯沿坯料的厚度方向劈开，旋压成H形，得到H形坯料；
所述劈开旋压为温旋或冷旋。
第四步，强力旋压；
在强力旋压机上，对H形坯料的轮辋部分进行强力旋压，得到空心旋转体轮毂毛坯；
所述强力旋压为温旋或冷旋。
第五步，稳定化处理；
将旋压成形之后的空心旋转体轮毂毛坯在100℃～250℃温度下保温0.5～6小时，实现低温稳定化处理；
第六步，机加工及表面处理；
将稳定化处理之后的轮毂毛坯进行机加工及表面处理，得到铝合金轮毂成品。
本发明可以达到的技术效果是：
本发明采用铝合金热轧厚板为原料，无需经锻造预制锻坯，大大简化了工艺，实现提高生产效率和降低能耗的效果。
本发明采用Al-Mg不可热处理强化铝合金，通过低温锻造、旋压使铝合金产生加工硬化，从而获得高强度的铝合金轮毂。与现有采用Al-Mg-Si合金相比，省去了长时间的高温固溶时效处理，大大简化了工艺步骤，从而能够达到降低能耗，提高生产效率的目的，且产品具有较好的力学性能。
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1a、图1b是采用本发明H型高镁铝合金轮毂的制造方法所得到的圆环状坯料的示意图；其中图1b是图1a的剖面图；
图2a、图2b是采用本发明所得到的锻压铝合金轮毂毛坯的示意图；其中图2b是图2a的剖面图；
图3a、图3b是采用本发明所得到的H形坯料的示意图；其中图3b是图3a的剖面图；
图4a、图4b是采用本发明所得到的空心旋转体轮毂毛坯的示意图；其中图4b是图4a的剖面图；
图5为采用锻压机对圆环状坯料进行锻压的示意图；
图6为采用旋压机对锻压铝合金轮毂毛坯进行劈开旋压之前的示意图；
图7、图8为采用旋压机将锻压铝合金轮毂毛坯进行劈开旋压的过程示意图；
图9为采用旋压机对H形坯料进行强力旋压之前的示意图；
图10为采用旋压机将H形坯料强力旋压成空心旋转体轮毂毛坯的示意图。
具体实施方式
本发明H型高镁铝合金轮毂的制造方法，包括以下步骤：
第一步，备料；
根据轮毂的大小计算所需坯料的体积，将原料高镁铝合金热轧板制成如图1a、图1b所示的圆环状坯料；
高镁铝合金热轧板采用高镁铝合金铸锭经过热轧处理制成；热轧处理的方法为：开轧温度为440℃～500℃，终轧温度为300℃～350℃。
高镁铝合金的Mg含量不低于4%，优选5182、5083、5A05、5A06等5系铝合金。
高镁铝合金热轧板的厚度为30mm～80mm。
第二步，锻压；
如图5所示，将圆环状坯料放入锻压模具中，用锻压机对轮辐部分（即圆环状坯料的中心）进行锻压，得到如图2a、图2b所示的锻压铝合金轮毂毛坯；
锻压可以为温锻或冷锻；锻压温度不高于高镁铝合金材料的再结晶温度，其中温锻是指在再结晶温度以下进行锻造；
锻压的变形量为5%～40%；
第三步，劈开旋压；
如图6至图8所示，采用旋压机，将锻压铝合金轮毂毛坯沿坯料的厚度方向劈开，旋压成H形，得到如图3a、图3b所示的H形坯料；
劈开旋压可以为温旋或冷旋；旋压温度不高于高镁铝合金材料的再结晶温度；
第四步，强力旋压；
如图9至图10所示，在强力旋压机上，对H形坯料的轮辋部分进行强力旋压，得到如图4a、图4b所示的空心旋转体轮毂毛坯；
旋压可以为温旋或冷旋；旋压温度不高于高镁铝合金材料的再结晶温度；
第五步，稳定化处理；
将旋压成形之后的空心旋转体轮毂毛坯在100℃～250℃温度下保温0.5～6小时，实现低温稳定化处理；
第六步，机加工及表面处理；
将稳定化处理之后的轮毂毛坯进行机加工及表面处理，得到铝合金轮毂成品。
实施例
以一个22.5英寸的汽车铝合金轮毂为例：
将厚度为50mm的5A06铝合金热轧板冲裁成外径Φ950mm内径Φ406mm的圆环状坯料；将圆环状坯料预热到250℃；在锻压机上对轮辐部分进行锻压，得到外径Φ950mm内径Φ270mm的锻压铝合金轮毂毛坯；将锻压铝合金轮毂毛坯放在旋压机上，沿厚度方向劈开旋压成H形；然后再将上述H形坯料在旋压机上强力旋压成空心旋转体轮毂毛坯；再将空心旋转体轮毂毛坯在150℃的连续退火炉中保温2h，进行稳定化处理；最后对轮毂进行机加工及后续表面处理，得到汽车铝合金轮毂成品。
比较例1
以一个22.5英寸的汽车铝合金轮毂为例：
将Φ250mm的铸态的6061铝合金棒料切割成圆柱状坯料；清洗坯料，除去油污用35 分钟时间将坯料加热到460℃，保温70分钟，在锻压机下锻打镦粗到Φ350mm，得到圆饼状坯料；将上述得到的圆饼状坯料再次放入到加热炉中加热至480℃进行预热处理35分钟；在锻压成形前，用20 分钟时间将模具预热至420℃，然后将上模与下模分离，在模具工作面上喷洒润滑剂，将经过高温预热的圆饼状坯料坯件放入模具中，用锻压机进行挤压，制成H形锻压毛坯；将H形锻压毛坯进行冲孔；将冲孔后的锻压毛坯料加热至350℃，在旋压机上将锻造毛坯旋压成空心旋转体轮毂毛坯；再将空心旋转体轮毂毛坯在固溶炉中加热至520℃，保温2.5h后进行淬火处理，淬火后将铝轮毂放入时效炉中加热至175℃，保温8h；热处理后对轮毂进行机加工及后续表面处理，得到汽车铝合金轮毂成品。
比较例 2
将厚度为40mm的6061铝合金热轧厚板冲裁成尺寸为外径Φ950mm内径Φ270mm的圆环状坯料；将圆环状坯料预热到350℃；在旋压机上沿厚度方向劈开旋压成H形；然后再将上述H形坯料在旋压机上强力旋压成空心旋转体轮毂毛坯；再将空心旋转体轮毂毛坯在固溶炉中加热至520℃，保温2.5h后进行淬火处理；淬火后将轮毂毛坯放入时效炉中加热至175℃，保温8h；热处理后对轮毂毛坯进行机加工及后续表面处理，得到汽车铝合金轮毂成品。
本发明所制得的铝合金轮毂主要应用于汽车领域，当然本发明的轮毂并不仅限于汽车领域的轮毂，作为相关领域的轮毂均可。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种H型高镁铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，备料；
将原料高镁铝合金热轧板制成圆环状坯料；
第二步，锻压；
将圆环状坯料用锻压机对轮辐部分进行锻压，得到锻压铝合金轮毂毛坯；
第三步，劈开旋压；
采用旋压机，将锻压铝合金轮毂毛坯沿坯料的厚度方向劈开，旋压成H形，得到H形坯料；
第四步，强力旋压；
在强力旋压机上，对H形坯料的轮辋部分进行强力旋压，得到空心旋转体轮毂毛坯；
第五步，稳定化处理；
将旋压成形之后的空心旋转体轮毂毛坯在100℃～250℃温度下保温0.5～6小时，实现低温稳定化处理；
第六步，机加工及表面处理；
将稳定化处理之后的轮毂毛坯进行机加工及表面处理，得到铝合金轮毂成品。
2.根据权利要求1所述的H型高镁铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述第一步中的高镁铝合金热轧板采用高镁铝合金铸锭经过热轧处理制成；热轧处理的方法为：开轧温度为440℃～500℃，终轧温度为300℃～350℃。
3.根据权利要求1所述的H型高镁铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述第一步中的高镁铝合金的Mg含量不低于4%。
4.根据权利要求1所述的H型高镁铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述第一步中的高镁铝合金为5182、5083、5A05、5A06铝合金。
5.根据权利要求1所述的H型高镁铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述第一步中的高镁铝合金热轧板的厚度为30mm～80mm。
6.根据权利要求1所述的H型高镁铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述第二步中的锻压为温锻或冷锻。
7.根据权利要求1所述的H型高镁铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述第二步中的锻压的变形量为5%～40%。
8.根据权利要求1所述的H型高镁铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述第三步中的劈开旋压为温旋或冷旋。
9.根据权利要求1所述的H型高镁铝合金轮毂的制造方法，其特征在于，所述第四步中的强力旋压为温旋或冷旋。
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