CN107937772A - 一种用铝合金锻造商用车车轮的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种用铝合金锻造商用车车轮的方法，所选用的铝合金铸棒的含硅量小于0.12％、含镁量1.9‑2.6％、含铜量2.0‑2.6％、含铁量小于0.15％、含锰量小于0.10％、含锌量5.7‑6.7％、含钛量小于0.06％，上述百分比含量均为质量百分比含量；锻造车轮的步骤如下，①将铝合金铸棒在400‑500℃下加热21‑30h，用挤压机制得挤压棒；②将挤压棒锯切成棒料，在温度为460‑490℃的加热炉中预热2‑3h；③用压力锻造机将棒料顶面锻成中间低边缘高的锻坯，锻坯翻转成顶面朝下后放置在轮毂模具上，随后用压力锻造机配合轮毂模具将锻坯锻压成桶状，形成轮毂初步造型，随后用旋压机在轮毂侧面滚压出轮辋造型；④将轮毂加热至475±5℃，恒温加热2‑3h，接着在15s内进行淬火，淬火水温为40‑60℃，淬火时长为120±5s。

Description

一种用铝合金锻造商用车车轮的方法
技术领域
本发明涉及一种车轮锻造方法，特别是用铝合金锻造商用车车轮的方法。
背景技术
现阶段，铝合金轮毂锻造在国内采用的铝材牌号为6061铝合金(国标牌号为LD30)，相对传统的钢轮毂，有重量轻、美观、散热性能好等优点。但6061材料有局限性，其机械性能最佳状态只能达到抗拉强度350 Mpa，屈服强度320 Mpa，延伸率12%左右。一件6061铝合金的卡车轮毂成品为25kg 左右质量仍然较重，不能有效降低油耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种既能提高成品车轮的综合品质又能减轻车轮质量的用铝合金锻造商用车车轮的方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种用铝合金锻造商用车车轮的方法，其特点是：所选用的铝合金铸棒的含硅量小于0.12％、含镁量1.9-2.6％、含铜量2.0-2.6％、含铁量小于0.15％、含锰量小于0.10％、含锌量5.7-6.7％、含钛量小于0.06％，上述百分比含量均为质量百分比含量；
使用上述铝合金铸棒锻造车轮的具体步骤如下，
将铝合金铸棒在400-500℃下加热21-30h，直至铝合金铸棒内部的金相组织结构达到均匀状态，随后采用10000-14000t挤压机对铝合金铸棒进行挤压处理，挤压速度控制在3.5-10mm/s，制得挤压棒；
将制得的挤压棒用锯床锯切成棒料，将棒料在温度为460-490℃的加热炉中预热2-3h；
对预热后的棒料进行锻造处理：采用6000-9500t压力锻造机进行预锻，将棒料顶面锻成中间低边缘高的碗口状锻坯，锻坯翻转成顶面朝下状态后将锻坯放置在轮毂模具上，使锻坯中间形成的低洼部分卡在轮毂模具上，随后采用9000-12000t压力锻造机配合轮毂模具将锻坯锻压成桶状，使锻坯流线平顺地充满轮毂模具的型腔内，形成轮毂的初步造型，随后利用25-26t的旋压机在轮毂侧面滚压出轮辋造型；
对成型的轮毂进行热处理：将轮毂加热至475±5℃，使轮毂全面达到高温单相区，随后恒温加热2-3h，使轮毂中的过剩相充分溶解到固溶体中，以得到过饱和固溶体，接着需要在15s内进行淬火，淬火水温为40-60℃，淬火时长为120±5s；对淬火后的轮毂进行应力消除处理，以稳定轮毂形状及尺寸，首先，需要将轮毂在105±5℃下保温8-10h，然后在120±5℃下保温8-10h，最后在175±5℃下保温8-10h，冷却后即得到轮毂成品。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。在以上所述的一种用铝合金锻造商用车车轮的方法中：步骤所制得的挤压棒与原材料所选用的铝合金铸棒的棒径比控制在0.75-0.85:1范围内。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。在以上所述的一种用铝合金锻造商用车车轮的方法中：步骤所得轮毂成品的抗拉强度达到557Mpa，屈服强度达到542 Mpa，延伸率在10%以上。
本发明通过在传统6061铝合金成分的基础上适当增大锌、镁和铜的含量来作为本发明的原材料，并适应性地改变用铝合金锻造商用车车轮的工艺方法和参数，从而制得机械性能更优、综合品质更好的商用车车轮，另外，本发明所制得的车轮比同规格传统车轮的质量轻得多，这在一定程度上起到了减少油耗和节能减排的作用。与现有技术相比，本发明有着显著的优势和更加广阔的市场应用前景，宜推广使用。
具体实施方式
以下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，而不构成对其权利的限制。
一种用铝合金锻造商用车车轮的方法，所选用的铝合金铸棒的含硅量小于0.12％、含镁量1.9-2.6％、含铜量2.0-2.6％、含铁量小于0.15％、含锰量小于0.10％、含锌量5.7-6.7％、含钛量小于0.06％，上述百分比含量均为质量百分比含量，由上述百分比可知，本发明所选用的铝合金铸棒的化学成分是以添加锌、镁和铜三大成分为主的；
使用上述铝合金铸棒锻造车轮的具体步骤如下，
将铝合金铸棒在400-500℃下加热21-30h，直至铝合金铸棒内部的金相组织结构达到均匀状态，随后采用10000-14000t挤压机对铝合金铸棒进行挤压处理，挤压速度控制在3.5-10mm/s，制得挤压棒；
将制得的挤压棒用锯床锯切成棒料，将棒料在温度为460-490℃的加热炉中预热2-3h；
对预热后的棒料进行锻造处理：采用6000-9500t压力锻造机进行预锻，将棒料顶面锻成中间低边缘高的碗口状锻坯，锻坯翻转成顶面朝下状态后将锻坯放置在轮毂模具上，使锻坯中间形成的低洼部分卡在轮毂模具上，随后采用9000-12000t压力锻造机配合轮毂模具将锻坯锻压成桶状，使锻坯流线平顺地充满轮毂模具的型腔内，形成轮毂的初步造型，随后利用25-26t的旋压机在轮毂侧面滚压出轮辋造型；
对成型的轮毂进行热处理：将轮毂加热至475±5℃，使轮毂全面达到高温单相区，随后恒温加热2-3h，使轮毂中的过剩相充分溶解到固溶体中，以得到过饱和固溶体，接着需要在15s内进行淬火，淬火水温为40-60℃，淬火时长为120±5s；对淬火后的轮毂进行应力消除处理，以稳定轮毂形状及尺寸，首先，需要将轮毂在105±5℃下保温8-10h，然后在120±5℃下保温8-10h，最后在175±5℃下保温8-10h，冷却后即得到轮毂成品；
步骤所制得的挤压棒与原材料所选用的铝合金铸棒的棒径比控制在0.75-0.85:1范围内，例如：原材料选用254mm直径的铝合金铸棒，挤压出直径为203mm直径的挤压棒；
步骤所得轮毂成品的抗拉强度达到557 Mpa，屈服强度达到542 Mpa，延伸率在10%以上。
以下是运用6061铝合金通过传统工艺制得的车轮和运用本发明的方法制得的车轮的性能参数对比表格：
从上表可以看出，运用本发明所制得的车轮与运用传统材料和工艺制得的车轮相比，机械性能方面优势显著，延伸率达到了10%以上，综合品质明显较高，另外，本发明所制得的车轮的重量比同等规格传统车轮的重量要轻得多，在一定程度上起到了降低油耗和节能减排的作用。

Claims (3)

1.一种用铝合金锻造商用车车轮的方法，其特征在于，所选用的铝合金铸棒的含硅量小于0.12％、含镁量1.9-2.6％、含铜量2.0-2.6％、含铁量小于0.15％、含锰量小于0.10％、含锌量5.7-6.7％、含钛量小于0.06％，上述百分比含量均为质量百分比含量；
使用上述铝合金铸棒锻造车轮的具体步骤如下，
将铝合金铸棒在400-500℃下加热21-30h，直至铝合金铸棒内部的金相组织结构达到均匀状态，随后采用10000-14000t挤压机对铝合金铸棒进行挤压处理，挤压速度控制在3.5-10mm/s，制得挤压棒；
将制得的挤压棒用锯床锯切成棒料，将棒料在温度为460-490℃的加热炉中预热2-3h；
对预热后的棒料进行锻造处理：采用6000-9500t压力锻造机进行预锻，将棒料顶面锻成中间低边缘高的碗口状锻坯，锻坯翻转成顶面朝下状态后将锻坯放置在轮毂模具上，使锻坯中间形成的低洼部分卡在轮毂模具上，随后采用9000-12000t压力锻造机配合轮毂模具将锻坯锻压成桶状，使锻坯流线平顺地充满轮毂模具的型腔内，形成轮毂的初步造型，随后利用25-26t旋压机在轮毂侧面滚压出轮辋造型；
对成型的轮毂进行热处理：将轮毂加热至475±5℃，使轮毂全面达到高温单相区，随后恒温加热2-3h，使轮毂中的过剩相充分溶解到固溶体中，以得到过饱和固溶体，接着需要在15s内进行淬火，淬火水温为40-60℃，淬火时长为120±5s；对淬火后的轮毂进行应力消除处理，以稳定轮毂形状及尺寸，首先，需要将轮毂在105±5℃下保温8-10h，然后在120±5℃下保温8-10h，最后在175±5℃下保温8-10h，冷却后即得到轮毂成品。
2.根据权利要求1所述的一种用铝合金锻造商用车车轮的方法，其特征在于：步骤所制得的挤压棒与原材料所选用的铝合金铸棒的棒径比控制在0.75-0.85:1范围内。
3.根据权利要求1所述的一种用铝合金锻造商用车车轮的方法，其特征在于：步骤所得轮毂成品的抗拉强度达到557 Mpa，屈服强度达到542 Mpa，延伸率在10%以上。
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