鋁合金輪轂的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁合金輪轂的制造方法，包括以下步驟：第一步，將原料鋁合金熱軋板制成圓環(huán)狀坯料；第二步，將圓環(huán)狀坯料通過(guò)旋壓機(jī)拉深旋壓成盤(pán)形坯料；第三步，將盤(pán)形坯料通過(guò)旋壓機(jī)進(jìn)行強(qiáng)力旋壓成形，得到空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯；第四步，將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯進(jìn)行穩(wěn)定化處理或固溶時(shí)效熱處理；第五步，機(jī)加工及表面處理。本發(fā)明采用鋁合金熱軋厚板為原料，無(wú)需經(jīng)過(guò)鐓粗、鍛造、沖孔等預(yù)制盤(pán)形坯料的過(guò)程，大大簡(jiǎn)化了工藝，以達(dá)到降低能耗，提高生產(chǎn)效率的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鋁合金輪轂的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輪轂的制造方法，具體涉及一種鋁合金輪轂的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，汽車(chē)工業(yè)正朝著輕量、高速、安全、節(jié)能、舒適與環(huán)境污染輕的方向發(fā)展，因此鋁合金零部件在汽車(chē)中的用量日益增多。輪轂作為汽車(chē)行駛系統(tǒng)中的重要部件之一，也是一種要求較高的保安件，它不僅承載汽車(chē)的重量，同時(shí)也體現(xiàn)著汽車(chē)的外觀(guān)造型。在過(guò)去的十年中，全球鋁合金汽車(chē)輪轂產(chǎn)量的年平均增長(zhǎng)率達(dá)7.6%。由此可見(jiàn)，隨著汽車(chē)輕量化的需求日益擴(kuò)大，鋁合金輪轂在現(xiàn)代汽車(chē)制造中正逐步取代傳統(tǒng)的鋼制輪轂而被廣泛地推廣應(yīng)用。
[0003]但是，現(xiàn)有的鍛造鋁合金輪轂通常以鑄棒為原材料，經(jīng)鐓粗、鍛造、沖孔預(yù)制成盤(pán)形還料，具有工藝復(fù)雜，能耗聞等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鋁合金輪轂的制造方法，它可以解決現(xiàn)有技術(shù)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低和能耗高的問(wèn)題，
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明鋁合金輪轂的制造方法的技術(shù)解決方案為，包括以下步
驟:
第一步，備料；
將原料鋁合金熱軋板制成圓環(huán)狀坯料；
所述鋁合金熱軋板采用鋁合金鑄錠經(jīng)過(guò)熱軋?zhí)幚碇瞥桑粺彳執(zhí)幚淼姆椒?開(kāi)軋溫度為440°C?500°C，終軋溫度為300°C?350°C。
[0005]所述鋁合金為高鎂鋁合金5182、5083、5A05、5A06 ;所述6系鋁合金為6061、6082、6013 鋁合金；所述 7 系鋁合金為 7A04、7B04、7075、7050、7055、7033、7475 鋁合金。
[0006]所述招合金熱軋板的厚度為20mm?80mm。
[0007]第二步，拉深旋壓；
將圓環(huán)狀坯料通過(guò)旋壓機(jī)拉深旋壓成盤(pán)形坯料；
所述拉深旋壓為熱旋、溫旋或冷旋。
[0008]第三步,強(qiáng)力旋壓；
將盤(pán)形坯料通過(guò)旋壓機(jī)進(jìn)行強(qiáng)力旋壓成形，得到空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯；
所述強(qiáng)力旋壓為熱旋、溫旋或冷旋。
[0009]第四步，熱處理；
將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯進(jìn)行穩(wěn)定化處理或固溶時(shí)效熱處理；當(dāng)原料為5系鋁合金時(shí)采用穩(wěn)定化處理；當(dāng)原料為6系鋁合金或7系鋁合金采用固溶時(shí)效熱處理。
[0010]所述穩(wěn)定化處理的方法為:將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在100°C?250°C的連續(xù)退火爐中保溫0.5?6小時(shí)。[0011]所述固溶時(shí)效熱處理的方法為:將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在固溶爐中加熱至440°C?580°C，保溫I?4小時(shí)后進(jìn)行淬火處理；然后放入時(shí)效爐加熱到120°C?220°C，保溫2?8小時(shí)。
[0012]第五步，機(jī)加工及表面處理；
將熱處理之后的毛坯進(jìn)行機(jī)加工及表面處理，得到鋁合金輪轂成品。
[0013]本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是:
本發(fā)明通過(guò)對(duì)鋁合金輪轂所用的原料進(jìn)行改進(jìn)，不采用鑄態(tài)的鋁合金棒料為原料，以達(dá)到簡(jiǎn)化工藝的目的，使在旋壓成形前實(shí)現(xiàn)無(wú)需鐓粗、鍛造、沖孔等預(yù)制盤(pán)形坯料過(guò)程。
[0014]本發(fā)明所選用的鋁合金熱軋厚板是由鑄錠經(jīng)熱軋而成。鑄錠經(jīng)熱軋后，晶粒被細(xì)化延伸，使晶向趨于一致，縮孔和疏松被壓實(shí)。由于熱軋是在再結(jié)晶溫度以上的加工，在金屬發(fā)生塑性變形的同時(shí)，會(huì)發(fā)生恢復(fù)、再結(jié)晶等退火作用。通過(guò)熱軋能將鑄造狀態(tài)的粗大晶粒破碎，顯微裂紋愈合，減少或消除鑄造缺陷，將鑄態(tài)組織轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅艿睦w維狀變形組織，從而達(dá)到了改善合金組織結(jié)構(gòu)的效果。更重要的是，通過(guò)改進(jìn)采用熱軋鋁合金厚板為原料，加工過(guò)程中無(wú)需鐓粗、鍛造、沖孔等預(yù)制盤(pán)形坯料步驟，得到的產(chǎn)品性能至少能夠達(dá)到原有產(chǎn)品的相當(dāng)性能，簡(jiǎn)化工藝的同時(shí)，仍然能夠保證產(chǎn)品的性能甚至更高。
[0015]與現(xiàn)有采用鑄棒制備鋁輪轂技術(shù)相比，本發(fā)明采用鋁合金熱軋厚板為原料，無(wú)需經(jīng)過(guò)鐓粗、鍛造、沖孔等預(yù)制盤(pán)形坯料的過(guò)程，大大簡(jiǎn)化了工藝，以達(dá)到降低能耗，提高生產(chǎn)效率的目的。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
圖la、圖1b是本發(fā)明鋁合金輪轂的制造方法所制備的圓環(huán)狀坯料的示意圖；其中圖1a是圖1b的剖面圖；
圖2a、圖2b是本發(fā)明所制備的盤(pán)形坯料的示意圖；其中圖2a是圖2b的剖面圖；
圖3a、圖3b是本發(fā)明所制備的空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯的示意圖；其中圖3a是圖3b的剖面圖；
圖4為采用旋壓機(jī)對(duì)圓環(huán)狀坯料進(jìn)行拉深旋壓之前的示意圖；
圖5為采用旋壓機(jī)將圓環(huán)狀坯料拉深旋壓成盤(pán)形坯料的示意圖；
圖6為采用旋壓機(jī)對(duì)盤(pán)形坯料進(jìn)行強(qiáng)力旋壓之前的示意圖；
圖7為采用旋壓機(jī)將盤(pán)形坯料強(qiáng)力旋壓成空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明鋁合金輪轂的制造方法，包括以下步驟:
第一步，備料；
根據(jù)輪轂的大小計(jì)算所需坯料的體積，將原料鋁合金熱軋板制成如圖la、圖1b所示的圓環(huán)狀坯料；
鋁合金熱軋板采用鋁合金鑄錠經(jīng)過(guò)熱軋?zhí)幚碇瞥?；熱軋?zhí)幚淼姆椒?開(kāi)軋溫度為440°C?500°C，終軋溫度為 300°C?350°C。
[0018]本發(fā)明通過(guò)在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行熱軋?zhí)幚?，能夠改善合金的組織結(jié)構(gòu)，提高合金的性能。
[0019]招合金可以為5系招合金、6系招合金或7系招合金；
5系鋁合金鑄錠可以為高鎂鋁合金5182、5083、5A05、5A06 ；
6系鋁合金可以為6061、6082、6013等鋁合金；
7 系鋁合金可以為 7A04、7B04、7075、7050、7055、7033、7475 等鋁合金；
6系鋁合金和7系鋁合金為可熱處理強(qiáng)化鋁合金，經(jīng)熱處理后其強(qiáng)度可大幅提高，能夠用于制備高強(qiáng)輕質(zhì)鋁合金輪轂。
[0020]鋁合金熱軋板的厚度，根據(jù)輪轂厚度的要求，為20mm?80mm ；
第二步，拉深旋壓；
如圖4、圖5所示,將圓環(huán)狀還料通過(guò)旋壓機(jī)拉深旋壓成如圖2a、圖2b所示的盤(pán)形還料，盤(pán)形壁的延長(zhǎng)線(xiàn)可以與底面垂直，也可以是與底面成一定的角度；
拉深旋壓可以為熱旋、溫旋或冷旋；作為優(yōu)選，采用熱旋進(jìn)行拉深旋壓；
如采用熱旋或溫旋，執(zhí)行拉深旋壓操作之前先將圓環(huán)狀坯料進(jìn)行預(yù)熱。
[0021]第三步，強(qiáng)力旋壓；
如圖6、圖7所示，將盤(pán)形坯料通過(guò)強(qiáng)力旋壓機(jī)進(jìn)行強(qiáng)力旋壓成形，得到如圖3a、圖3b所示的空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛還；
強(qiáng)力旋壓可以為熱旋、溫旋或冷旋；
第四步，熱處理；
將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯進(jìn)行穩(wěn)定化處理或固溶時(shí)效熱處理；優(yōu)選的，5系鋁合金采用穩(wěn)定化處理；6系招合金和7系招合金米用固溶時(shí)效熱處理；
穩(wěn)定化處理的方法為:將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在100°C?250°C的連續(xù)退火爐中保溫
0.5 ?6h ;
固溶時(shí)效熱處理的方法為:將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在固溶爐中加熱至440°C?580°C，保溫Ih?4h后進(jìn)行淬火處理；然后放入時(shí)效爐加熱到120°C?220°C，保溫2?8h ;第五步，機(jī)加工及表面處理；
將熱處理之后的毛坯進(jìn)行機(jī)加工及表面處理，得到鋁合金輪轂成品；
機(jī)加工及表面處理包括去邊、打磨、拋光和涂裝等處理。
[0022]實(shí)施例1
以一個(gè)22.5英寸的汽車(chē)鋁合金輪轂為例:
根據(jù)輪轂的大小計(jì)算所需坯料的體積，將厚度為30mm的6061鋁合金熱軋厚板沖裁成尺寸為外徑Φ800ι?πι內(nèi)徑C>260mm的圓環(huán)狀還料；將圓環(huán)狀還料在旋壓機(jī)上拉深旋壓成盤(pán)形坯料；然后再將盤(pán)形坯料加熱至380°C，在旋壓機(jī)上強(qiáng)力旋壓成空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯；再將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在固溶爐中加熱至520°C，保溫2.5h后進(jìn)行淬火處理，淬火后將輪轂放入時(shí)效爐中加熱至175°C，保溫8h ;熱處理后對(duì)輪轂進(jìn)行機(jī)加工及后續(xù)表面處理，得到汽車(chē)鋁合金輪轂成品。
[0023]實(shí)施例2
以一個(gè)22.5英寸的汽車(chē)鋁合金輪轂為例:
將厚度為30mm的5A06鋁合金熱軋厚板沖裁成尺寸為外徑Φ800πιπι內(nèi)徑Φ260πιπι的圓環(huán)狀坯料；將圓環(huán)狀坯料預(yù)熱到350°C，在旋壓機(jī)上拉深旋壓成盤(pán)形坯料；然后再將盤(pán)形坯料保溫至380°C，在旋壓機(jī)上強(qiáng)力旋壓成空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯；再將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在200°C的連續(xù)退火爐中保溫2h，進(jìn)行穩(wěn)定化處理；最后對(duì)輪轂進(jìn)行機(jī)加工及后續(xù)表面處理，得到汽車(chē)鋁合金輪轂成品。
[0024]比較例I
以一個(gè)22.5英寸的汽車(chē)鋁合金輪轂為例:
根據(jù)輪轂的大小計(jì)算所需坯料的體積，將Φ255mm的鑄態(tài)的6061鋁合金棒料切割成375mm長(zhǎng)圓柱狀坯料；清洗坯料，除去油污；用35分鐘時(shí)間將坯料加熱到460°C，保溫70分鐘，在鍛壓機(jī)下鍛打鐓粗到Φ400mm，得到圓餅狀坯料；將圓餅狀坯料再次放入到加熱爐中加熱至480°C進(jìn)行預(yù)熱處理35分鐘；在鍛壓成形前，用20分鐘時(shí)間將鍛壓模具預(yù)熱至420°C，然后使上模與下模分離，在鍛壓模具的工作面上噴灑潤(rùn)滑劑，將經(jīng)過(guò)高溫預(yù)熱的圓餅狀坯料坯件放入鍛壓模具中，用鍛壓機(jī)進(jìn)行擠壓，制成盤(pán)形鍛壓毛坯；對(duì)盤(pán)形鍛壓毛坯進(jìn)行沖孔；將沖孔后的鍛壓毛坯加熱至350°C，在旋壓機(jī)上將鍛壓毛坯旋壓成空心旋轉(zhuǎn)體輪轂；再將旋壓毛坯在固溶爐中加熱至520°C，保溫2.5h后進(jìn)行淬火處理，淬火后將鋁輪轂放入時(shí)效爐中加熱至175°C，保溫8h ;熱處理后對(duì)輪轂進(jìn)行機(jī)加工及后續(xù)表面處理，得到汽車(chē)鋁合金輪轂成品。
[0025]本發(fā)明所制得的輪轂主要應(yīng)用于汽車(chē)領(lǐng)域，當(dāng)然本發(fā)明的輪轂并不僅限于汽車(chē)領(lǐng)域的輪轂，作為相關(guān)領(lǐng)域的輪轂均可。
[0026]本發(fā)明中所描述的具體實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，備料； 將原料鋁合金熱軋板制成圓環(huán)狀坯料； 第二步，拉深旋壓； 將圓環(huán)狀坯料通過(guò)旋壓機(jī)拉深旋壓成盤(pán)形坯料； 第三步，強(qiáng)力旋壓； 將盤(pán)形坯料通過(guò)旋壓機(jī)進(jìn)行強(qiáng)力旋壓成形，得到空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯； 第四步，熱處理； 將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯進(jìn)行穩(wěn)定化處理或固溶時(shí)效熱處理； 第五步，機(jī)加工及表面處理； 將熱處理之后的毛坯進(jìn)行機(jī)加工及表面處理，得到鋁合金輪轂成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述第一步中的鋁合金熱軋板采用鋁合金鑄錠經(jīng)過(guò)熱軋?zhí)幚碇瞥桑粺彳執(zhí)幚淼姆椒?開(kāi)軋溫度為440°C~500°C，終軋溫度為300°C~350°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述第一步中的鋁合金為5系招合金、6系招合金或7系招合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述5系鋁合金為高鎂鋁合金5182、5083、5A05、5A06 ;所述6系鋁合金為6061、6082、6013鋁合金；所述7系鋁合金為 7A04、7B04、7075、7050、7055、7033、7475 鋁合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述第一步中的鋁合金熱軋板的厚度為20mm~80mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述第二步中的拉深旋壓為熱旋、溫旋或冷旋。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述第三步中的強(qiáng)力旋壓為熱旋、溫旋或冷旋。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述第四步中的熱處理方法為，當(dāng)原料為5系鋁合金時(shí)采用穩(wěn)定化處理；當(dāng)原料為6系鋁合金或7系鋁合金采用固溶時(shí)效熱處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述第四步中的穩(wěn)定化處理的方法為:將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在100°C~250°C的連續(xù)退火爐中保溫0.5~6小時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述第四步中的固溶時(shí)效熱處理的方法為:將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在固溶爐中加熱至440°C~580°C，保溫I~4小時(shí)后進(jìn)行淬火處理；然后放入時(shí)效爐加熱到120°C~220°C，保溫2~8小時(shí)。
【文檔編號(hào)】B23P15/00GK104015004SQ201410262219
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】李書(shū)通, 王新春, 朱其柱, 丁榮輝, 濮近發(fā), 茅海波, 林梟雄 申請(qǐng)人:浙江巨科實(shí)業(yè)有限公司