WO2015131522A1 - 铝合金轮毂的制造方法 - Google Patents

铝合金轮毂的制造方法 Download PDF

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alloy wheel
blank
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李书通
王新春
朱其柱
茅海波
张超
丁荣辉
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
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    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent
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    • B60B2360/10—Metallic materials
    • B60B2360/106—Magnesia

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a hub, and more particularly to a method of manufacturing an aluminum alloy hub.
  • the existing forged aluminum alloy wheel hub is usually made of Al-Mg-Si alloy. After the hub is formed, it needs to be strengthened by the solid solution and the effect of the long crucible, and has the advantages of long production cycle and high energy consumption. .
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing an aluminum alloy wheel hub, which can achieve the purpose of reducing energy consumption and improving production efficiency.
  • the technical solution of the method for manufacturing an aluminum alloy wheel hub of the present invention includes the following steps:
  • the first step preparing materials
  • the raw material Al-Mg alloy hot rolled thick plate is made into a round cake-like blank
  • the Al-Mg alloy hot rolled thick plate is formed by hot rolling treatment of an Al-Mg alloy ingot.
  • the chemical composition of the Al-Mg alloy ingot includes: ⁇ . ⁇ ⁇ . ⁇ , MnO O ⁇ OJS ⁇
  • the hot rolling treatment method is: the rolling temperature is 460 ° C ⁇ 470 ° C, the finishing temperature is 250 ° C ⁇ 350 ° C [0011]
  • the Al-Mg alloy hot rolled thick plate has a thickness of 30 mm to 155 mm.
  • the round cake-like material is heated to 420 ° C ⁇ 460 ° C for pre-heat treatment;
  • the preheated crucible is determined according to the thickness of the round cake blank, and is lmin/mm to 2 min/mm.
  • the preheated round cake-like blank is placed in a mold, and forged by a forging press to obtain a forged aluminum alloy wheel blank;
  • the mold Before forging, the mold is preheated to 350 ° C to 450 ° C in advance.
  • the number of forgings is 1 to 2 times.
  • the forged aluminum alloy hub blank is preheated to 300 ° C ⁇ 400 ° C into a spinning machine, at 300 ° C ⁇ 400 ° C temperature spin forming;
  • the aluminum alloy hub blank after spinning is kept at a temperature of 150 ° C to 300 ° C for 0.5 to 6 hours to achieve low temperature stabilization treatment;
  • the aluminum alloy hub blank after the stabilization treatment is machined and surface-treated to obtain an aluminum alloy wheel finished product.
  • the machining and surface treatment methods are: edge removal, sanding, polishing and painting.
  • the invention improves the raw materials used for the aluminum alloy wheel hub, adopts the Al-Mg alloy hot-rolled thick plate as the raw material, does not use the Al-Mg-Si alloy as the raw material, and does not need to pass through the solid solution between the long turns and the effect.
  • the heat treatment process greatly simplifies the process steps, thereby achieving the purpose of reducing energy consumption and improving production efficiency.
  • the invention adopts a relatively thin aluminum alloy hot-rolled thick plate with a fibrous deformation structure as a raw material, and compared with the existing forged aluminum alloy wheel manufacturing process using the cast rod-shaped blank, not only the required preheating of the blank is required. Daytime The invention is short and the subsequent upsetting process is omitted, so that the invention can not only significantly reduce the energy consumption, but also can simplify the process and improve the production efficiency.
  • the invention not only has high product yield, but also has stable mechanical properties, good mechanical properties, high tensile strength, yield strength and elongation, and can fully achieve the performance of the hub. Claim.
  • the method for manufacturing the aluminum alloy wheel hub of the present invention uses the Al-Mg alloy hot rolled thick plate as a raw material, and includes the following steps:
  • the first step preparing materials
  • the Al-Mg alloy hot-rolled thick plate is made by hot-rolling an Al-Mg alloy ingot;
  • the specific hot rolling treatment method is: hot rolling treatment of the Al-Mg alloy ingot, rolling temperature 460 ° C ⁇ 470 ° C, the finishing temperature is 250 ° C ⁇ 350 ° C;
  • the present invention performs hot rolling treatment of an Al-Mg alloy ingot at a recrystallization temperature or higher, which can improve the structure of the alloy and improve the properties of the alloy.
  • the chemical composition of the Al-Mg alloy ingot includes: ⁇ . ⁇ ⁇ . ⁇ , MnO O ⁇ OJS ⁇
  • Mn and Cr can form dispersed particles such as Al 6 Mn, Al 7 Cr, and Al 12 (CrMn) with Al, which can hinder the nucleation and growth of recrystallization, refine the recrystallized grains, and improve the strength of the alloy. It also dissolves iron impurities and reduces the harmful effects of excess iron.
  • the thickness of the Al-Mg alloy hot rolled thick plate is preferably 30 mm to 155 mm in accordance with the requirements of the size of the hub.
  • the round cake-like billet is heated to 420 ° C ⁇ 460 ° C for pre-heat treatment;
  • the preheated crucible is determined according to the thickness of the round cake blank, lmin / mm ⁇ 2min / mm;
  • the preheated round cake-like blank is placed in a mold, and forged by a forging press to obtain a forged aluminum alloy wheel blank;
  • the mold Before forging, the mold is preheated to 350 ° C ⁇ 450 ° C;
  • the number of forging operations is 1 to 2 times;
  • the invention adopts a hot-rolled thick plate as a raw material, and does not need to undergo multiple pre-forging treatments (equivalent to upsetting) before forging forming, and the forging forming crucible also reduces the number of forgings correspondingly, thereby greatly simplifying the production process. Increased production efficiency.
  • the forged aluminum alloy wheel blank is preheated to 300 ° C ⁇ 400 ° C into a spinning machine, and is spin-formed at a temperature of 300 ° C ⁇ 400 ° C;
  • the aluminum alloy hub blank after spinning is kept at a temperature of 150 ° C to 300 ° C for 0.5 to 6 hours to achieve low temperature stabilization treatment;
  • the machining and surface treatment methods are: edge removal, sanding, polishing and painting.
  • the chemical composition is Mg 6.4%, Mn 0.65% ⁇ Cr 0.05 ⁇ 3 ⁇ 4, Be0.002 ⁇ 3 ⁇ 4, Ti 0.06 ⁇ 3 ⁇ 4, SiO. 12%, FeO. 21%. Not less than 92.5% of Al ( The Al-Mg alloy hot-rolled sheet of the remaining inevitable impurities is punched into a round cake-like blank having a size of ⁇ 350 ⁇ 65 ⁇ ;
  • the aluminum alloy wheel hub produced by the present invention is mainly applied to the automobile field.
  • the wheel hub of the present invention is not limited to the wheel hub of the automobile field, and can be used as a hub of the related art.

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Abstract

一种铝合金轮毂的制造方法，第一步，备料；第二步，预热；第三步，锻压；第四步，旋压；第五步，稳定化处理；第六步，机加工及表面处理。铝合金轮毂的制造方法能够减少坯料的预热时间，省去固溶及时效的热处理过程；不仅产品成品率高、力学性能稳定，而且还能够明显减少能源消耗量，提高生产效率。制得的铝合金轮毂具有较好的力学性能，抗拉强度、屈服强度及延伸率较高，完全能够达到轮毂的各项性能要求。

Description

铝合金轮毂的制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种轮毂的制造方法， 具体涉及一种铝合金轮毂的制造方法。
背景技术
[0002] 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， 同吋也 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。
[0003] 现有的锻造铝合金轮毂通常以 Al-Mg-Si合金为原材料， 轮毂成形后需经过长吋 间的固溶及吋效对铝合金进行强化， 具有生产周期长， 能耗高等缺点。
技术问题
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种铝合金轮毂的制造方法， 它可以达到降 低能耗， 提高生产效率的目的。
问题的解决方案
技术解决方案
[0005] 为解决上述技术问题， 本发明铝合金轮毂的制造方法的技术解决方案为， 包括 以下步骤：
[0006] 第一步， 备料；
[0007] 将原料 Al-Mg合金热轧厚板制成圆饼状坯料；
[0008] 所述 Al-Mg合金热轧厚板采用 Al-Mg合金铸锭经过热轧处理制成。
[0009] 所述 Al-Mg合金铸锭的化学成份包括： ^ό.Ο^ ό.δ^、 MnO O^ OJS^
、 。^^(^^〜(！^)^、 Be0.001<¾〜0.005<¾、 Ti0.04〜0.08<¾、 Si<0.3%
、 Fe≤0.4%、 余量的 Al及不可避免的杂质。
[0010] 所述热轧处理的方法为： 幵轧温度为 460°C〜470°C， 终轧温度为 250°C〜350°C [0011] 所述 Al-Mg合金热轧厚板的厚度为 30mm〜155mm。
[0012] 第二步， 预热；
[0013] 将圆饼状坯料加热至 420°C〜460°C进行预热处理；
[0014] 所述预热处理的吋间根据圆饼状坯料的厚度而定， 为 lmin/mm〜2min/mm。
[0015] 第三步， 锻压；
[0016] 将经过预热的圆饼状坯料放入模具中， 用锻压机进行锻压， 得到锻压铝合金轮 毂毛坯；
[0017] 锻压之前， 预先将模具预热至 350°C〜450°C。
[0018] 锻压的次数为 1〜2次。
[0019] 第四步， 旋压；
[0020] 将锻压铝合金轮毂毛坯预热至 300°C〜400°C放入旋压机中， 在 300°C〜400°C温 度下进行旋压成形；
[0021] 第五步， 稳定化处理；
[0022] 将旋压之后的铝合金轮毂毛坯在 150°C〜300°C温度下保温 0.5〜6小吋， 实现低 温稳定化处理；
[0023] 第六步， 机加工及表面处理；
[0024] 将稳定化处理之后的铝合金轮毂毛坯进行机加工及表面处理， 得到铝合金轮毂 成品。
[0025] 所述机加工及表面处理方法为： 去边、 打磨、 抛光和涂装。
发明的有益效果
有益效果
[0026] 本发明可以达到的技术效果是：
[0027] 本发明通过对铝合金轮毂所用的原料进行改进， 采用 Al-Mg合金热轧厚板为原 料， 不采用 Al-Mg-Si合金为原材料， 无需经过长吋间的固溶及吋效等热处理过程 ， 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。
[0028] 本发明采用相对较薄的具有纤维状变形组织的铝合金热轧厚板为原料， 与现有 采用铸态棒状坯料的锻造铝合金轮毂制造工艺相比， 不仅坯料所需的预热吋间 短， 而且省去了后续镦粗工序， 因而本发明不仅能够明显减少能源消耗量， 而 且能够实现简化工艺、 提高生产效率。
[0029] 本发明不仅产品成品率高， 而且所制得的铝合金轮毂力学性能稳定， 有较好的 力学性能， 抗拉强度、 屈服强度及延伸率较高， 完全能够达到轮毂的各项性能 要求。
本发明的实施方式
[0030] 本发明铝合金轮毂的制造方法， 采用 Al-Mg合金热轧厚板作为原料， 包括以下 步骤：
[0031] 第一步， 备料；
[0032] 根据铝合金轮毂的大小计算所需坯料的体积； 将 Al-Mg合金热轧厚板冲裁成圆 饼状坯料；
[0033] 所述 Al-Mg合金热轧厚板采用 Al-Mg合金铸锭经过热轧处理制成； 具体热轧处 理的方法为： 将 Al-Mg合金铸锭进行热轧处理， 幵轧温度为 460°C〜470°C， 终轧 温度为 250°C〜350°C;
[0034] 本发明在再结晶温度以上对 Al-Mg合金铸锭进行热轧处理， 能够改善合金的组 织结构， 提高合金的性能。
[0035] 所述 Al-Mg合金铸锭的化学成份包括： ^ό.Ο^ ό.δ^、 MnO O^ OJS^
、 。^^(^^〜(！^)^、 Be0.001<¾〜0.005<¾、 Ti0.04〜0.08<¾、 Si<0.3%
、 Fe<0.4%, 余量的 Al及不可避免的杂质。
[0036] 本发明所采用的 Al-Mg合金中的 6.0%〜6.8<¾的 Mg， 其能够保证铝轮毂的强度
； 其中的 Mn、 Cr能够与 Al形成 Al 6Mn、 Al 7Cr、 Al 12(CrMn)等弥散质点， 能够 阻碍再结晶的形核和长大， 细化再结晶晶粒， 提高合金的强度， 还能够溶解杂 质铁， 减小过量铁的有害影响。
[0037] 所述 Al-Mg合金热轧厚板的厚度， 根据轮毂尺寸的要求， 优选为 30mm〜155m m。
[0038] 第二步， 预热；
[0039] 将圆饼状坯料加热至 420°C〜460°C进行预热处理； [0040] 预热处理的吋间根据圆饼状坯料的厚度而定， 为 lmin/mm〜2min/mm;
[0041] 第三步， 锻压；
[0042] 将经过预热的圆饼状坯料放入模具中， 用锻压机进行锻压， 得到锻压铝合金轮 毂毛坯；
[0043] 锻压前， 预先将模具预热至 350°C〜450°C;
[0044] 锻压的次数为 1〜2次；
[0045] 本发明采用热轧厚板作为原料， 在锻压成形前无需经过多次预锻处理 （相当于 镦粗） ， 并且锻压成形吋也相应的减少了锻压的次数， 大大简化了生产工艺， 提高了生产效率。
[0046] 第四步， 旋压；
[0047] 将锻压铝合金轮毂毛坯预热至 300°C〜400°C放入旋压机中， 在 300°C〜400°C温 度下进行旋压成形；
[0048] 第五步， 稳定化处理；
[0049] 将旋压之后的铝合金轮毂毛坯在 150°C〜300°C温度下保温 0.5〜6小吋， 实现低 温稳定化处理；
[0050] 第六步， 机加工及表面处理；
[0051] 将稳定化处理之后的铝合金轮毂毛坯进行机加工及表面处理， 得到铝合金轮毂 成品；
[0052] 所述机加工及表面处理方法为： 去边、 打磨、 抛光和涂装。
实施例
[0053] 以一个 17英寸的汽车铝合金轮毂为例：
[0054] 将化学成分为 Mg 6.4%、 Mn 0.65% ^ Cr 0.05<¾、 Be0.002<¾、 Ti0.06<¾、 SiO.12% 、 FeO.21%. 不少于 92.5%的 Al (其余为不可避免的杂质） 的 Al-Mg合金热轧板冲 裁成尺寸为 Φ350χ65ηιηι的圆饼状坯料；
[0055] 将圆饼状坯料预热到 450°C; 锻压工作前， 用 20分钟吋间将模具预热至 430°C， 上模和下模分离， 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， 制成锻压毛坯， 使轮毂初步成形；
[0056] 将锻压毛坯加热至 350°C， 在旋压机上将锻压毛坯旋压成空心旋转体轮毂； 再 将旋压毛坯在 200°C的连续退火炉中保温 2h; 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产品。
[0057] 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。
[0058] 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

权利要求书
[权利要求 1] 一种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 Al-Mg合金热轧厚板制成圆饼状坯料； 第二步， 预热；
将圆饼状坯料加热至 420°C〜460°C进行预热处理；
第三步， 锻压；
将经过预热的圆饼状坯料放入模具中， 用锻压机进行锻压， 得到 锻压铝合金轮毂毛坯；
第四步， 旋压；
将锻压铝合金轮毂毛坯预热至 300°C〜400°C放入旋压机中， 在 300 °C〜400°C温度下进行旋压成形；
第五步， 稳定化处理；
将旋压之后的铝合金轮毂毛坯在 150°C〜300°C温度下保温 0.5〜6小 吋， 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铝合金轮毂毛坯进行机加工及表面处理， 得 到铝合金轮毂成品。
[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的铝合金轮毂的制造方法， 其特征在于， 所述 第一步中的 Al-Mg合金热轧厚板采用 Al-Mg合金铸锭经过热轧处理 制成。
[权利要求 3] 根据权利要求 2所述的铝合金轮毂的制造方法， 其特征在于， 所述
Al-Mg合金铸锭的化学成份包括： ^ό.ο^ ό.δ^
、 Μη0.50<¾〜0.75<¾、 ^^。(^^〜(！^)^、 Be0.001<¾〜0.005<¾ 、 Ti0.04〜0.08%»、 Si<0.3%、 Fe≤0.4<¾、 余量的 Al及不可避免的 杂质。
[权利要求 4] 根据权利要求 2所述的铝合金轮毂的制造方法， 其特征在于， 所述 热轧处理的方法为： 幵轧温度为 460°C〜470°C， 终轧温度为 250°C 〜350。C。
[权利要求 5] 根据权利要求 1所述的铝合金轮毂的制造方法， 其特征在于， 所述 第一步中的 Al-Mg合金热轧厚板的厚度为 30mm〜155mm。
[权利要求 6] 根据权利要求 1所述的铝合金轮毂的制造方法， 其特征在于， 所述 第二步中的预热处理的吋间根据圆饼状坯料的厚度而定， 为 lmin/ mm〜2min/mm。
[权利要求 7] 根据权利要求 1所述的铝合金轮毂的制造方法， 其特征在于， 所述 第三步中的锻压之前， 预先将模具预热至 350°C〜450°C。
[权利要求 8] 根据权利要求 1所述的铝合金轮毂的制造方法， 其特征在于， 所述 第三步中的锻压的次数为 1〜2次。
[权利要求 9] 根据权利要求 1所述的铝合金轮毂的制造方法， 其特征在于， 所述 第六步中的机加工及表面处理方法为： 去边、 打磨、 抛光和涂装
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