CN104493031A - 一种卡车铝合金轮毂锻造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种卡车铝合金轮毂锻造方法，包括以下步骤，（1）备料；（2）下料；（3）锻造；（4）热处理；（5）加工：将经过步骤（4）后的锻坯通过数控车床和加工中心加工后，得到轮毂成品。本发明将直径为254mm的铸棒被锯床锯成棒料后，通过锻造、热处理和车床加工后得到成品轮毂，其轮毂抗拉强度、屈服强度、延伸率的机械性能提高了很多，同时，与现有轮毂重量相比，经本发明加工后的轮毂重量大幅度的降低，从而减少了卡车整车质量，整车的油耗也随之降低，实现了节能减排的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种车轮加工工艺，特别是一种卡车铝合金轮毂锻造方法。
背景技术
目前，现有铝合金轮毂锻造均采用铝材牌号为6061的铝合金，而受6061材料局限性和现有加工工艺的影响，其机械性能在最佳状态时也只能达到抗拉强度350Mpa，屈服强度320Mpa，延伸率在12%左右，同时，一件6061铝合金的卡车轮毂成品为25kg左右，其重量较重，增加了车卡行驶时的油耗，不能实现节能减排的目的，所以现有的铝合金轮毂锻造已不能满足卡车对轮毂的要求了。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种重量轻，可降低油耗，能提高轮毂抗拉强度、屈服强度、延伸率性能的卡车铝合金轮毂锻造方法。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的。本发明是一种卡车铝合金轮毂锻造方法，其特点是：包括以下步骤，（1）备料：采用主要材质为Al的铸棒为基材，下料前对铸棒进行均质处理，所述的铸棒中除Al外还含有以下质量百分比含量的物质：Si为0.6-1.2%、Mg为0.4-0.8%、Cu为3.9-4.8%、Fe为0.01-0.7%、Mn为0.4-1.0%、Zn为0.01-0.3%、Ti为0.01-0.15%；（2）下料：将铸棒用锯床锯成重量为35.8-36.2Kg的棒料后，放入温度为460-490℃的加热炉中预热2-3小时；（3）锻造：采用压力锻造机对铸棒的正面进行预锻，锻成碗口形状，然后采用压力锻造机对铸棒的反面锻一次，锻成桶状，最后通过旋压机将铸棒滚压得到锻坯，锻坯呈轮毂的轮辋造型；（4）热处理：将锻坯固溶处理，固溶温度为495-505℃，固溶时间为2-3小时，在固溶处理后15秒内进行淬火，淬火温度为40-60℃，时间85-95秒，淬火后时效处理，时效温度为145-155℃，时效时间为9-12小时；（5）加工：将经过步骤（4）后的锻坯通过数控车床和加工中心加工后，得到轮毂成品。
本发明一种卡车铝合金轮毂锻造方法技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：
1、所述铸棒直径为254mm；
2、所述的铸棒中含有以下质量百分比含量的物质：Si为0.67%、Mg为0.53%、Cu为4.32%、Fe为0.22%、Mn为0.68%、Zn为0.15%、Ti为0.12%、余量为Al；
3、所述步骤（2）中用锯床将铸棒锯成重量为36Kg的棒料后，放入温度为475℃的加热炉中预热2.5小时；
4、在步骤（3）中对铸棒正面进行预锻的压力锻造机为6000T的压力锻造机；
5、在步骤（3）中对铸棒反面锻一次的压力锻造机为12000T的压力锻造机；
6、在步骤（3）中将铸棒进行滚压的旋压机为25T的旋压机；
7、所述步骤（4）中固溶温度为500℃，固溶时间为2.5小时，淬火温度为50℃，时间90秒，时效温度为150℃，时效时间为10.5小时。
与现有技术相比，本发明将直径为254mm的铸棒被锯床锯成棒料后，通过锻造、热处理和车床加工后得到成品轮毂，其轮毂抗拉强度、屈服强度、延伸率的机械性能提高了很多，同时，与现有轮毂重量相比，经本发明加工后的轮毂重量大幅度的降低，从而减少了卡车整车质量，整车的油耗也随之降低，实现了节能减排的目的。
具体实施方式
进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成其权利的限制。
实施例1，一种卡车铝合金轮毂锻造方法，包括以下步骤，（1）备料：采用主要材质为Al的铸棒为基材，下料前对铸棒进行均质处理，所述的铸棒中除Al外还含有以下质量百分比含量的物质：Si为0.6%、Mg为0.4%、Cu为3.9%、Fe为0.01%、Mn为0.4%、Zn为0.01%、Ti为0.01%；（2）下料：将铸棒用锯床锯成重量为36Kg的棒料后，放入温度为460℃的加热炉中预热2小时；（3）锻造：采用压力锻造机对铸棒的正面进行预锻，锻成碗口形状，然后采用压力锻造机对铸棒的反面锻一次，锻成桶状，最后通过旋压机将铸棒滚压得到锻坯，锻坯呈轮毂的轮辋造型；（4）热处理：将锻坯固溶处理，固溶温度为495℃，固溶时间为2小时，在固溶处理后15秒内进行淬火，淬火温度为40℃，时间85秒，淬火后时效处理，时效温度为145℃，时效时间为9小时；（5）加工：将经过步骤（4）后的锻坯通过数控车床和加工中心加工后，得到轮毂成品。所述本发明采用铸棒，主要以Cu、Si、Mn三大成分为主；所述本发明使用的铝合金属于硬铝合金，普通的锻造方法无法锻造成型，步骤（4）中的热处理也与普通的热处理工艺不同。
实施例2，一种卡车铝合金轮毂锻造方法，包括以下步骤，（1）备料：采用主要材质为Al的铸棒为基材，下料前对铸棒进行均质处理，所述的铸棒中除Al外还含有以下质量百分比含量的物质：Si为1.2%、Mg为0.8%、Cu为4.8%、Fe为0.7%、Mn为1.0%、Zn为0.3%、Ti为0.15%；（2）下料：将铸棒用锯床锯成重量为36Kg的棒料后，放入温度为490℃的加热炉中预热3小时；（3）锻造：采用压力锻造机对铸棒的正面进行预锻，锻成碗口形状，然后采用压力锻造机对铸棒的反面锻一次，锻成桶状，最后通过旋压机将铸棒滚压得到锻坯，锻坯呈轮毂的轮辋造型；（4）热处理：将锻坯固溶处理，固溶温度为505℃，固溶时间为3小时，在固溶处理后15秒内进行淬火，淬火温度为60℃，时间95秒，淬火后时效处理，时效温度为155℃，时效时间为12小时；（5）加工：将经过步骤（4）后的锻坯通过数控车床和加工中心加工后，得到轮毂成品。
实施例3，一种卡车铝合金轮毂锻造方法，包括以下步骤，（1）备料：采用主要材质为Al的铸棒为基材，下料前对铸棒进行均质处理，所述的铸棒中除Al外还含有以下质量百分比含量的物质：Si为0.9%、Mg为0.6%、Cu为4.35%、Fe为0.4%、Mn为0.7%、Zn为0.1%、Ti为0.1%；（2）下料：将铸棒用锯床锯成重量为36Kg的棒料后，放入温度为475℃的加热炉中预热2.5小时；（3）锻造：采用压力锻造机对铸棒的正面进行预锻，锻成碗口形状，然后采用压力锻造机对铸棒的反面锻一次，锻成桶状，最后通过旋压机将铸棒滚压得到锻坯，锻坯呈轮毂的轮辋造型；（4）热处理：将锻坯固溶处理，固溶温度为500℃，固溶时间为2.5小时，在固溶处理后15秒内进行淬火，淬火温度为50℃，时间90秒，淬火后时效处理，时效温度为150℃，时效时间为10.5小时；（5）加工：将经过步骤（4）后的锻坯通过数控车床和加工中心加工后，得到轮毂成品。
实施例4，一种卡车铝合金轮毂锻造方法，包括以下步骤，（1）备料：采用主要材质为Al的铸棒为基材，下料前对铸棒进行均质处理，所述的铸棒中除Al外还含有以下质量百分比含量的物质：Si为0.67%、Mg为0.53%、Cu为4.32%、Fe为0.22%、Mn为0.68%、Zn为0.15%、Ti为0.12%；（2）下料：将铸棒用锯床锯成重量为36Kg的棒料后，放入温度为475℃的加热炉中预热2.5小时；（3）锻造：采用压力锻造机对铸棒的正面进行预锻，锻成碗口形状，然后采用压力锻造机对铸棒的反面锻一次，锻成桶状，最后通过旋压机将铸棒滚压得到锻坯，锻坯呈轮毂的轮辋造型；（4）热处理：将锻坯固溶处理，固溶温度为500℃，固溶时间为2.5小时，在固溶处理后15秒内进行淬火，淬火温度为50℃，时间90秒，淬火后时效处理，时效温度为150℃，时效时间为10.5小时；（5）加工：将经过步骤（4）后的锻坯通过数控车床和加工中心加工后，得到轮毂成品。
实施例5，实施例1-4任一项所述的卡车铝合金轮毂锻造方法中：所述铸棒直径为254mm。
实施例6，实施例1-5任一项所述的卡车铝合金轮毂锻造方法中：在步骤（3）中对铸棒正面进行预锻的压力锻造机为6000T的压力锻造机。这样，使得铝合金材料流线平顺的充满模具型腔。
实施例7，实施例1-6任一项所述的卡车铝合金轮毂锻造方法中：在步骤（3）中对铸棒反面锻一次的压力锻造机为12000T的压力锻造机。这样，使得材料有最大的流动性，从而达到材料的最佳性能。
实施例8，实施例1-7任一项所述的卡车铝合金轮毂锻造方法中：在步骤（3）中将铸棒进行滚压的旋压机为25T的旋压机。通过25T的旋压机将铸棒滚压得到锻坯。
将本发明实施例4中热处理后的铝合金轮毂与国内采用铝材牌号为6061的铝合金轮毂进行对比实验，数据如下：
从上表可知，本发明的铝合金轮毂与国内采用的铝材牌号为6061的铝合金轮毂相比，本发明的铝合金轮毂机械性能抗拉强度最高达到445Mpa,屈服强度最高达到381Mpa，延伸率最高达到17.5%，相对6061的铝合金轮毂抗拉强度350Mpa,屈服强度320Mpa，延伸率12%，其轮毂抗拉强度、屈服强度、延伸率的机械性能提高了很多。同时，得到的轮毂成品重量为22kg，与6061铝合金轮毂的25.6kg相比，大幅度的减轻了产品的重量，从而减少了卡车整车质量，降低了整车的油耗，实现了节能减排的目的。
Claims (8)
1.一种卡车铝合金轮毂锻造方法，其特征在于：包括以下步骤，
（1）备料：采用主要材质为Al的铸棒为基材，下料前对铸棒进行均质处理，所述的铸棒中除Al外还含有以下质量百分比含量的物质：Si为0.6-1.2%、Mg为0.4-0.8%、Cu为3.9-4.8%、Fe为0.01-0.7%、Mn为0.4-1.0%、Zn为0.01-0.3%、Ti为0.01-0.15%；
（2）下料：将铸棒用锯床锯成重量为35.8-36.2Kg的棒料后，放入温度为460-490℃的加热炉中预热2-3小时；
（3）锻造：采用压力锻造机对铸棒的正面进行预锻，锻成碗口形状，然后采用压力锻造机对铸棒的反面锻一次，锻成桶状，最后通过旋压机将铸棒滚压得到锻坯，锻坯呈轮毂的轮辋造型；
（4）热处理：将锻坯固溶处理，固溶温度为495-505℃，固溶时间为2-3小时，在固溶处理后15秒内进行淬火，淬火温度为40-60℃，时间85-95秒，淬火后时效处理，时效温度为145-155℃，时效时间为9-12小时；
（5）加工：将经过步骤（4）后的锻坯通过数控车床和加工中心加工后，得到轮毂成品。
2.根据权利要求1所述的卡车铝合金轮毂锻造方法，其特征在于：所述铸棒直径为254mm。
3.根据权利要求1所述的卡车铝合金轮毂锻造方法，其特征在于：所述的铸棒中含有以下质量百分比含量的物质：Si为0.67%、Mg为0.53%、Cu为4.32%、Fe为0.22%、Mn为0.68%、Zn为0.15%、Ti为0.12%、余量为Al。
4.根据权利要求1所述的卡车铝合金轮毂锻造方法，其特征在于：所述步骤（2）中用锯床将铸棒锯成重量为36Kg的棒料后，放入温度为475℃的加热炉中预热2.5小时。
5.根据权利要求1所述的卡车铝合金轮毂锻造方法，其特征在于：在步骤（3）中对铸棒正面进行预锻的压力锻造机为6000T的压力锻造机。
6.根据权利要求1所述的卡车铝合金轮毂锻造方法，其特征在于：在步骤（3）中对铸棒反面锻一次的压力锻造机为12000T的压力锻造机。
7.根据权利要求1所述的卡车铝合金轮毂锻造方法，其特征在于：在步骤（3）中将铸棒进行滚压的旋压机为25T的旋压机。
8.根据权利要求1所述的卡车铝合金轮毂锻造方法，其特征在于：所述步骤（4）中固溶温度为500℃，固溶时间为2.5小时，淬火温度为50℃，时间90秒，时效温度为150℃，时效时间为10.5小时。
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