CN114633079B

CN114633079B - 一种热成形高强钢车轮的生产方法及其冷却装置

Info

Publication number: CN114633079B
Application number: CN202210382422.4A
Authority: CN
Inventors: 陈钢; 刘培星; 郝亮; 金光宇; 殷继丽; 任东; 曹光明; 展英姿; 汤化胜
Original assignee: SD Steel Rizhao Co Ltd
Current assignee: SD Steel Rizhao Co Ltd
Priority date: 2022-04-12
Filing date: 2022-04-12
Publication date: 2023-04-18
Anticipated expiration: 2042-04-12
Also published as: CN114633079A

Abstract

本发明属于车轮加工技术领域，具体涉及一种热成形高强钢车轮的生产方法及其冷却装置。将焊接好的车轮放入加热炉内加热至AC1点以上，完成奥氏体化；冷却装置的水箱中盛有温度为T1的热水，T1≥80℃；将高温车轮移入水箱中，轮辐在下，置于下模并与其接触匹配；上模向下合模排空车轮内热水，合模后，上模喷水对轮辐进行冷却，水温为T2，T2范围为10～50℃；通过调整水温T1和T2，使轮辐和轮辋的冷却收缩速率基本相同，同时轮辐能淬透；淬火完成后，开模，将车轮取出，成形结束。通过调整两个区域的水温T1和T2，水温易于控制、波动小，使成形精度高、一致性好；生产能耗低，污染小；焊缝质量好，有利于提高车轮的疲劳寿命。

Description

一种热成形高强钢车轮的生产方法及其冷却装置

技术领域

本发明属于车轮加工技术领域，具体涉及一种热成形高强钢车轮的生产方法及其冷却装置。

背景技术

目前钢制车轮的材料强度等级为300～600MPa，随着热成形高强钢的推广应用，高强热成形钢逐渐应用于车轮成形。车轮轻量化对汽车减排，特别是对于载重货车具有重要作用。

申请号201410680669.X的发明专利公开了一种热成形车轮制作方法，分别对轮辐、轮辋进行热成形-淬火，最后焊接到一起。在此工艺中，轮辋冷却淬火时圆度增大，使最终成形精度差；轮辐和轮辋的焊接需采用激光焊接，成本高，同时焊接点处强度低，疲劳性能差。

车轮轮辐的厚度约为轮辋的2倍，采用热成形高强钢成形时，由于两者厚度相差较大，难以实现均匀冷却；轮辐厚度大，难以淬透，都是热成形钢车轮难以生产的原因。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种冷却均匀可控、能耗低、成形精度高、焊缝质量好、疲劳寿命高的热成形高强钢车轮的生产方法及其冷却装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种热成形高强钢车轮的生产方法，包括以下步骤：

1)常温下，采用热成形钢板材分别成形轮辐和轮辋，成形工艺与现有工艺相同；将成形好的轮辐和轮辋焊接在一起成车轮，其中焊料成分、强度与板材坯料相同或接近；

2)将焊接好的车轮放入加热炉内加热至AC1点以上，完成奥氏体化；

3)冷却装置的水箱中盛有温度为T1的热水，T1≥80℃；将高温车轮移入水箱中，轮辐在下，置于下模并与其接触匹配；

4)上模向下合模排空车轮内热水，合模后，上模喷水对轮辐进行冷却，水温为T2，T2范围为10～50℃；

5)通过调整水温T1和T2，使轮辐和轮辋的冷却收缩速率基本相同，同时轮辐能淬透；

6)淬火完成后，开模，将车轮取出，成形结束。

进一步地，所述步骤1)中的热成形钢板材为热成形钢裸板或镀锌热成形钢。

进一步地，所述步骤1)中轮辐和轮辋的焊接方式为激光焊接、氩弧焊、埋弧焊、二保焊中的一种。

进一步地，所述步骤3)中水箱内设有超声波装置，水中加有水溶性溶剂。

一种热成形高强钢车轮的生产方法用的冷却装置，包括上模、下模、水箱、水循环过滤装置、水加热器、蒸气冷凝器，所述上模位于下模上方，上模与车轮的轮辐内侧相匹配，下模与车轮的轮辐外侧相匹配，上模设有用于对底部喷水的喷水水道，下模设有用于收集排出上模喷水的回流水道；下模位于水箱内，下模与水箱一起固定于压机下平台，水箱底部设有排水口，水加热器安装于水箱内部，用以控制水箱内的水温，水循环装置设置于水箱内，蒸汽冷凝器设于水箱上方，用于对水蒸气进行收集、冷却、回收。

具体地，所述上模与车轮的轮辋内圈之间有小于4mm的间隙。

本发明具有以下有益效果：

1)通过调整两个区域的水温T1和T2，可以实现对大厚度、不等厚度零件的均匀冷却淬火。在实际操作中，水温易于控制、波动小，使成形精度高、一致性好。

2)高温车轮进入热水后，坯料所带热量会补充到热水中，在连续生产中甚至不需要电加热进行补充即可保持水温；同时，在热水及水蒸气的环境下，生产环境的粉尘量减小，能耗低，污染小。

3)轮辐和轮辋之间的焊缝，经过整体热处理后，强度提高，焊缝质量好，有利于提高车轮的疲劳寿命。

附图说明

图1是本发明热成形高强钢车轮生产方法的工艺流程图。

图2是本发明热成形高强钢车轮生产方法中冷却装置的结构示意图。

图中，1、上模，2、下模，3、车轮，4、水箱，5、水循环过滤装置，6、水加热器，7、蒸气冷凝器，8、喷水水道，9、回流水道。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

如图1所示，一种热成形高强钢车轮的生产方法，包括以下步骤：

1)常温下，采用热成形钢板材分别成形轮辐和轮辋，成形工艺与现有工艺相同；将成形好的轮辐和轮辋焊接在一起成车轮，其中焊料成分、强度与板材坯料相同或接近；热成形钢板材为热成形钢裸板或镀锌热成形钢，轮辐和轮辋的焊接方式为激光焊接、氩弧焊、埋弧焊、二保焊中的一种。

2)将焊接好的车轮放入加热炉内加热至AC1点以上，完成奥氏体化。

3)冷却装置的水箱中盛有温度为T1的热水，T1≥80℃；将高温车轮移入水箱中，轮辐在下，置于下模并与其接触匹配；水箱内可加入超声波装置，以对成形车轮表面进行清洗，水中可加入水溶性溶剂。

6)淬火完成后，开模，将车轮取出，成形结束。

一种热成形高强钢车轮的生产方法用的冷却装置，如图2所示，包括上模1、下模2、车轮3、水箱4、水循环过滤装置5、水加热器6、蒸气冷凝器7，所述水箱4用于盛放沸水，下模2位于水箱4内，下模2与水箱4一起固定于压机下平台，车轮3置于下模2内，车轮3包括热成形钢以传统冷成形工艺成形并焊接在一起的轮辐和轮辋，下模2与车轮3的轮辐外侧相匹配，上模1位于下模2上方，上模1与车轮3的轮辐内侧相匹配，上模1与车轮3的轮辋内圈的间隙小于4mm，在轮辋冷却收缩后易于取出上模。上模1设有用于对底部喷水的喷水水道8，下模2设有用于收集排出上模喷水的回流水道9，水箱4底部设有排水口，可以对水箱进行清洁排水，水加热器6安装于水箱4内部，用以控制水箱4内的水温，水循环过滤装置5设置于水箱4内，对高温水进行过滤，并可调整液面高度，蒸汽冷凝器7设于水箱4上方，用于对水蒸气进行收集、冷却、回收。

本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims

1.一种热成形高强钢车轮的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

3)冷却装置的水箱中盛有温度为T1的热水，T1≥80℃；水箱内设有超声波装置，水中加有水溶性溶剂；将高温车轮移入水箱中，轮辐在下，置于下模并与其接触匹配；

6)淬火完成后，开模，将车轮取出，成形结束。

2.如权利要求1所述的热成形高强钢车轮的生产方法，其特征在于，所述步骤1)中的热成形钢板材为热成形钢裸板或镀锌热成形钢。

3.如权利要求1所述的热成形高强钢车轮的生产方法，其特征在于，所述步骤1)中轮辐和轮辋的焊接方式为激光焊接、氩弧焊、埋弧焊、二保焊中的一种。

4.一种权利要求1所述生产方法中使用的冷却装置，其特征在于，包括上模、下模、水箱、水循环过滤装置、水加热器、蒸气冷凝器，所述上模位于下模上方，上模与车轮的轮辐内侧相匹配，下模与车轮的轮辐外侧相匹配，上模设有用于对底部喷水的喷水水道，下模设有用于收集排出上模喷水的回流水道；下模位于水箱内，下模与水箱一起固定于压机下平台，水箱底部设有排水口，水加热器安装于水箱内部，用以控制水箱内的水温，水循环装置设置于水箱内，蒸汽冷凝器设于水箱上方，用于对水蒸气进行收集、冷却、回收。

5.如权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，所述上模与车轮的轮辋内圈之间有间隙，间隙小于4mm。