TWI312298B - - Google Patents

Description

1312298 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種汽車 鍛旋壓製造方法。 特別是指一種銘圈鑄 【先前技術】 如圖 所示 習知輪圈的鍛 造製程一般 包含以下步驟 一、撥製一棒材1。

)配合數組不同的鍛造模 使該棒材1逐漸成形為一 二、利用多台鍛機（圖未示 具2、3、4，進行多道次的锻造， 輪圈粗胚5。 三、熱處理該輪圈粗胚5。 5 ’使該輪圈粗 四、利用一旋壓裝置6旋壓該輪圈粗胚 胚5成形出一胴部501。 五、以機械加工的方式銑削該輪圈粗胚5的實心盤面 (耗時約4個小時），並㈣㈣粗μ 5的輪賤進行車削 加工（費時約3_5分鐘），使該輪圈粗胚5成形為具有數肋 臂701的輪圈成品7。 雖然，此種製程可達到製造出該輪圈成品7的目的， 但疋’在實際製造時，此種製程卻具有以下的缺失： 一、此種製程是直接將實心的棒材1鍛造成形為該輪 圈粗胚5，因此，此種製程需經由多道次的鍛造才能成形出 中空的輪圈粗胚5，在每一道次的锻造，此種製程均需使用 一台锻機與一組鍛造模具來鍛壓鍛胚，且，由於該輪圈粗 5 胜5的盤面是呈不透空的實心狀，因此最終成形的鍛機更 需為能產生最大的出力的大型鍛機，此外，在各道次間的 锻胚亦需利用多個加熱爐來重複加熱，及利用輸送設備來 輸送，由此可知，此種製程單在鍛造步驟即需使用到大量 的製造設備，而會大幅提高設備投資成本。 二、此種製程需經由多道次的鍛造才能成形出該輪圈 粗胚5，且最終更需以機械加工的方式銳削出該輪圈粗胚5 盤面的肋臂透空形狀（一般需耗時4個小時），因此會大幅 增加所需的機械加工 工時。 二、在成形大尺寸輪圈時，若材料變形量過大，則往 往會超過材料的容許變形量，因此，此種製程即需以更多 道次的加熱軟化及鍛造才能成形出大尺寸輪圈，造成大尺 寸輪圈成形不易。 四、该輪圈粗胚5鍛造後的鍛造盤面一般是呈實心的 平面狀或弧面狀，因此’此種製程需藉由機械加工的方式 銑削該輪圈粗胚5的盤面’才能加工出該等肋臂701，而合 造成材料錢削上的浪費、然而，若擬以此種锻造製程: 形出各種化樣的肋臂’則往往又會因盤面形狀過於複雜， 令f㈣過程中材料流動受到模穴限制，造成充填不足的 缺1^ : 法成开’ ’或須增加成形負荷’以克服材料流動受 到模穴限制的困境，以，反而會導致此種 大型的锻機才完成料，而增加設備成本。 更 【發明内容】 因此，本發明之 目的，即在提供一種設備投資成本低 1312298 、加工工時短’且可製造出大尺寸鋁圈及外觀造型靈活的 銘圈的鋁圈鑄鍛旋壓製造方法。 本發明鋁圈鑄鍛旋壓製造方法，包含：（A)準備一鋁 合金材料，該鋁合金材料包含矽，及鎂。（B)將該鋁合金 材料鑄造成一鋁圈粗胚，使該鋁圈粗胚具有一形成有多數 個肋臂粗型的輪盤，及一與該輪盤的端緣相連接且環繞一 轴線的輪圈壁。（C )鍛造該鋁圈粗胚的輪盤，使該等肋臂 粗型分別成形為一肋臂。（D)對該鋁圈粗胚進行固溶熱處 理。（E )旋壓該鋁圈粗胚的輪圈壁，使該輪圈壁成形出一 環繞該軸線的胴部。（F )對該鋁圈粗胚進行時效熱處理。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚 的明白。 參閱圖2,為本發明鋁圈鑄鍛旋壓製造方法的較佳實施 例，該製造方法包含以下步驟： 步驟一：如圖2所示，準備一鋁合金材料（圖未示）， 該紹合金材料包含重量百分比3〜6wt%的矽、重量百分比 0·4〜0_7wt%的鎂、重量百分比不大於〇 lwt%的銅、重量 百分比不大於〇.12wt%的鐵 '重量百分比不大於〇〇5wt% 的錳、重量百分比不大於0 05wt%的辞、重量百分比不大 於0_05wt%的鎳，及重量百分比不大於〇 25wt%的鈦，該 銘合金材料的其餘重量百分比則是由鋁所組成。在本實施例 中’石夕成份越高可使該鋁合金材料在鑄造時具有良好的鋁湯 1312298 流動性（即鋁液在模具中充填的容易度）及補縮性（即鋁製 品在凝固時鋁液的補充性），及在鑄造後具有較佳的表面粗 細度，而，鎂成份越高則可使該鋁合金材料在熱處理後析出 之強化合金相越多（MgaSi )，而具有更高的強度。 步驟二：如圖2、3、4所示，將該鋁合金材料鑄造成 一鋁圈粗胚10，使該鋁圈粗胚1〇具有一形成有多數個肋臂 粗型13的輪盤u，及一與該輪盤u的端緣相連接且環繞 一軸線X的輪圈壁12。在本實施例中，是以低壓方式或重 力鎿造方式對該鋁圈粗胚進行鑄造，且，該鋁圈粗胚的 輪盤11的一盤面in是被鑄造成近似最終成品的複雜形狀 ，但仍預留有足夠的鍛造變形量。 步驟二.如圖2、5、6所示，鍛造該鋁圈粗胚1〇的輪 盤11，使該等肋臂粗型13 (見圖3、4)分別成形為一肋臂 14’其中’鍛造的鍛壓比是為3〇%〜70%，鍛造的溫度是 為 430°C 〜480°C。 步驟四：如圖2所示，對該鋁圈粗胚ι〇(見圊5、6) 進行固溶熱處理，可將該鋁圈粗胚1〇加熱至52〇t：〜540°C ’並持溫4小時〜8小時，然後水淬。 步驟五：如圖2、7、8所示，旋壓該鋁圈粗胚1 〇的輪 圈壁12，使該輪圈壁12成形出一環繞該軸線X的胴部ι21 。在本實施例中，是以一旋壓裝置100 (圖式中僅以一滾子 作示意）旋壓該輪圈壁12，使該該輪圈壁12產生塑性變形 ，而具有鍛流線，以強化材料的機械強度（例如抗拉伸強度 1312298 步驟/、.如圖2所示，對該鋁圈粗胚1〇 (見圖7、8) 進行時效減理’可將純圈粗胚1()加熱至⑽。c〜i6(rc ，並持溫1小時〜7小時，然後空冷。 藉此如圖9、1〇所示，在上述步驟進行完後，即可 在該銘圈粗胚1Q的輪盤11上開設數固鎖孔及-氣嘴孔，並 對該輪圈壁12進行車削加工（一般只需費時3_5分鐘），如 此，即可產生最終的一輪圈成品2〇。 、，里由以上的忒明，可再將本發明的優點歸納如下： -、本發明是先將該鋁合金材料鑄造成為中空的鋁圈 粗胚1〇’此時，該輪盤11的盤面⑴已被鑄造成近似最終 成品的複雜形狀’而呈透U，因此，本發明即可大幅減 少該紹圈粗胚10在進行鍛造時所需變形的材料體積，如此 相車乂於S知技術，本發明即可有效減少所需的锻造道次 、鍛造設備及所需的鍛_，因而可大幅降低鍛造所需 的没備成本，並可利用較小型锻機成形出大尺寸的㈣。 -、本發明是先將該紹合金材料鑷造成為中空的銘圈 粒胚10’再對該紹圈粗胚1〇的輪盤u進行锻造，因此， f需進行—道次的鍛造，即可完成該㈣粗胚⑺的 :加工’且’本發明亦不需耗時地利用機械加工的方式 銳削出肋臂，如此，相較於習知枯併 降低製造所需的加u時技術，本發明即可有效 -成=:明是先將該紹合金材料鑄造成為形狀近似最 造的銘圈粗胚1〇,如此，本發明僅需進行-道次的锻 ，即可完成該銘圈粗胚10的鍛造加工，因此，本 9 B12298 鍛造時即不會發生材料變形量超過材料容許變形量的問題 ，而可適於製造大尺寸的鋁圈。 四、 本發明是先將該紹合金材料鑄造成為中空的铭圈 粗胚10，而使該輪盤11ill i生近似最終成品的複 雜形狀，因此，本發明在鑄造時即可視需求來成形出該盤 面U1所需的造型，如此，本發明所製造出的铭圈成品不僅 可八有鍛造產品的品質，更可具有鑄造產品的多樣外型與 造型靈活度。 ' 五、 本發明鋁合金材料的成份調配同時包含適量的矽 與鎮’因& ’該銘合金材料不僅可具妓夠的流動性，而 適於進行鑄造，同時亦可具有足夠的變形量，而適於進行 鍛造。 本發月疋先將遠紹合金材料鑄造成為中空的銘圈 粗胚10 ’再進行後續的製程，且本發明不需耗時地利用機 械加工的方式去銑削出肋臂造型，因此，本發明可有效減 少製造所需的材料用量及機械加工時間。 歸納上述，本發明之鋁圈鑄鍛旋壓製造方法，不僅所 7的设傷投資成本低、耗用的鍛造與機械加工工時短，更 可製造出大尺寸的紹圈及外觀造型靈活的紹圈，故確實能 達到發明之目的。 & 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明㈣H即大凡依本發明巾請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 10 1312298 【圖式簡單說明】 圖1是習知一種輪圈鍛造製程的製造示意圖； 圖2是本發明之鋁圈鑄鍛旋壓製造方法一較佳實施例 的流程不' 意圖， 圖3是該較佳實施例所鑄造出的—鋁圈粗胚的正視示 思圓， 圖4是圖3的剖視示意圖； 圖5是該鋁圈粗胚經鍛造後的正視示意圖 圖6是圖5的剖視示意圖； 圖8是圖7的剖視示意圖； 圖9是該較佳實施例 意圖；及 I&出的一鋁圈成品的正視示 圖10是圖9的剖視示意圖。 11 1312298 【主要元件符號說明】 1 .........棒材 2 .........鑄造模具 3 .........鑄造模具 4 .........鑄造模具 5 ..........輪圈粗胚 501……胴部 6 .........旋壓裝置

7 .........輪圈成品 701……肋臂 100……旋壓裝置 10 .......鋁圈粗胚 11 ........輪盤 111……盤面 12 .......輪圈壁 121……胴部

13 .......肋臂粗型 14 .......肋臂 20 .......在呂圈成品 X.........軸線 12

Claims (1)

1. 包含： ，該鋁合金材料包含矽 ，及

   1312298 十、申請專利範圍： 1 · 一種鋁圈鑄鍛旋壓製造方法， (A)準備一鋁合金材料 鎂； 粗二it合金材料鱗造成，粗胚，使侧 的㈣Γ 個肋臂粗型的輪盤，及-與該輪盤 的知緣相連接且環繞一軸線的輪圈壁； …（C)锻造㈣圈粗胚的輪盤，使該等肋臂粗型分別 成形為一肋臂； (D) 對该|呂圈粗胚進行固溶熱處理； (E) 旋壓該鋁圈粗胚的輪圈壁’使該輪圈壁成形出 一環繞該軸線的胴部；及 (F )對該鋁圈粗胚進行時效熱處理。 2 ·根據申靖專利範圍第j項之紹圈鑄锻旋壓製造方法，其中 ，在該步驟（A)中，該鋁合金材料包含重量百分比3〜 6wt/的矽，及重量百分比〇 4〜〇 7wt%的鎂且該鋁合 金材料更包含重量百分比不大於0. lwt%的銅、重量百分 比不大於〇.12wt%的鐵、重量百分比不大於〇.〇5 wt%的 猛、重量百分比不大於〇_〇5wt%的辞、重量百分比不大 於0.05 wt%的鎳，及重量百分比不大於〇 25 wt%的鈦。 3. 根據申請專利範圍第1項之鋁圈鑄鍛旋壓製造方法，其中 ’在該步驟（C)中，鍛造的鍛壓比是為30%〜70%，鍛 造的溫度是為430°C〜480。〇。 4. 根據申請專利範圍第1項之鋁圈鑄鍛旋壓製造方法，其中 13 1312298 • ，在該步驟（D)中，將該鋁圈粗胚加熱至520°C〜540°C . ，並持溫4小時〜8小時，然後水淬。 5.根據申請專利範圍第1項之鋁圈鑄鍛旋壓製造方法，其中 ，在該步驟（F)中，將該鋁圈粗胚加熱至140°C〜160°C ，並持溫1小時〜7小時，然後空冷。 . 6.根據申請專利範圍第2項之鋁圈鑄鍛旋壓製造方法，其 中，在該步驟（A )中，該銘合金材料的其餘重量百分比 是為ί呂。 14