鋁合金輪轂的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁合金輪轂的制造方法，包括以下步驟：第一步，將鋁合金熱軋板制成圓片狀坯料；第二步，采用旋壓機或沖壓機，將圓片狀坯料拉深成盤狀坯料；第三步，采用鍛壓機，對盤狀坯料的輪輻中心部分進行擠壓；第四步，對擠壓后的坯料進行沖孔、切邊；第五步，將經(jīng)過沖孔、切邊的坯料放入旋壓機中強力旋壓成空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯；第六步，對旋壓成形之后的空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯進行穩(wěn)定化處理或固溶時效熱處理；第七步，機加工及表面處理。本發(fā)明通過對鋁合金輪轂所用的原料及制備工藝進行改進，不采用鑄態(tài)的Al-Mg-Si鋁合金棒料為原料，以達到簡化工藝的目的，使在旋壓成形前無需鐓粗、鍛造預(yù)制成盤形坯料等過程。
【專利說明】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中的用量日益增多。輪轂作為汽車行駛系統(tǒng)中的重要部件之一，也是一種要求較高的保安件，它不僅承載汽車的重量，同時也體現(xiàn)著汽車的外觀造型。在過去的十年中，全球鋁合金汽車輪轂產(chǎn)量的年平均增長率達7.6%。由此可見，隨著汽車輕量化的需求日益擴大，鋁合金輪轂在現(xiàn)代汽車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Al-Mg-Si合金鑄棒為原材料，經(jīng)鐓粗、初鍛、精鍛、沖孔等工序，具有工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，材料利用率低，能耗高等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問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，材料利用率低、生產(chǎn)效率低和能耗高的問題，達到降低能耗，提高生產(chǎn)效率的目的。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，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；
將鋁合金熱軋板制成圓片狀坯料；
所述鋁合金熱軋板采用鋁合金鑄錠經(jīng)過熱軋?zhí)幚碇瞥桑粺彳執(zhí)幚淼姆椒?開軋溫度為440°C?500°C，終軋溫度為300°C?350°C。
[0006]所述鋁合金為5系鋁合金、6系鋁合金或7系鋁合金。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 鋁合金。
[0007]所述招合金熱軋板的厚度為30mm?80mm。
[0008]第二步，拉深；
采用旋壓機或沖壓機，將圓片狀坯料拉深成盤狀坯料；
第三步，擠壓；
采用鍛壓機，對盤狀坯料的輪輻中心部分進行擠壓，使中心部分的材料流動到輪輻、輪緣及輪輞部位；
擠壓的次數(shù)為I?2次。
[0009]擠壓可以為熱擠壓、溫擠壓或冷擠壓。
[0010]第四步，沖孔、切邊；
對擠壓后的坯料進行沖孔、切邊； 第五步，旋壓；
將經(jīng)過沖孔、切邊的坯料放入旋壓機中強力旋壓成空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯；
旋壓可以為熱旋、溫旋或冷旋。
[0011]第六步，熱處理；
對旋壓成形之后的空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯進行穩(wěn)定化處理或固溶時效熱處理；
當(dāng)原料為5系鋁合金時采用穩(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效熱處理。
[0012]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；所述固溶時效熱處理的方法為: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小時后進行淬火處理；然后放入時效爐加熱到120°C?220°C，保溫2?8小時。
[0013]第七步，機加工及表面處理；
對熱處理之后的鋁合金輪轂毛坯進行機加工及表面處理，得到鋁合金輪轂成品。
[0014]本發(fā)明可以達到的技術(shù)效果是:
本發(fā)明通過對鋁合金輪轂所用的原料進行改進，不采用鑄態(tài)的Al-Mg-Si鋁合金棒料為原料，以達到簡化工藝的目的，使在旋壓成形前無需鐓粗、鍛造預(yù)制成盤形坯料等過程，以實現(xiàn)提高生產(chǎn)效率和降低能耗的效果；通過對盤狀坯料的輪輻中心部分進行擠壓，大大提聞材料的利用率。
[0015]本發(fā)明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。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，會發(fā)生恢復(fù)、再結(jié)晶等退火作用。通過熱軋能將鑄造狀態(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，從而達到改善合金組織結(jié)構(gòu)的效果。更重要的是，通過改進采用熱軋鋁合金厚板為原料，加工過程中無需鐓粗、鍛造預(yù)制成盤形坯料步驟，得到的產(chǎn)品性能至少能夠達到原有產(chǎn)品的相當(dāng)性能，簡化工藝的同時，仍然能夠保證產(chǎn)品的性能甚至更高。
[0016]與現(xiàn)有采用鑄棒制備鋁輪轂技術(shù)相比，本發(fā)明通過對鋁合金輪轂所用的原料及制備工藝進行改進，坯料預(yù)熱溫度低，且無需經(jīng)過鐓粗、鍛造預(yù)制成盤形坯料的過程，大大簡化了工藝步驟，以達到降低能耗，提高生產(chǎn)效率的目的。
[0017]本發(fā)明通過對輪輻中心部分進行擠壓，使材料流動到輪輻、輪緣及輪輞等部位，能夠減少后續(xù)沖裁量，大大提聞材料的利用率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明:
圖la、圖1b是本發(fā)明鋁合金輪轂的制造方法所制備的圓片狀坯料的示意圖；其中圖1a是圖1b的剖面圖；
圖2a、圖2b是本發(fā)明所制備的盤狀坯料的示意圖；其中圖2a是圖2b的剖面圖；
圖3a、圖3b是本發(fā)明所制備的擠壓輪轂毛坯的示意圖；其中圖3a是圖3b的剖面圖； 圖4a、圖4b是本發(fā)明所制備的輪轂毛坯的示意圖；其中圖4a是圖4b的剖面圖；
圖5a、圖5b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5a是圖5b的剖面圖；
圖6a為采用旋壓機對圓片狀坯料進行旋壓拉深之前的示意圖；
圖6b為采用旋壓機將圓片狀坯料旋壓拉深成盤狀坯料的示意圖；
圖7a為采用沖壓機對圓片狀坯料進行沖壓拉深之前的示意圖；
圖7b為采用沖壓機將圓片狀坯料沖壓拉深成盤狀坯料的示意圖；
圖8a為采用鍛壓機對盤狀坯料進行擠壓之前的示意圖；
圖8b為采用鍛壓機將盤狀坯料擠壓成擠壓輪轂毛坯的示意圖；
圖9a為對擠壓輪轂毛坯進行沖孔、切邊之前的示意圖；
圖％為將擠壓輪轂毛坯進行沖孔、切邊的示意圖；
圖1Oa為采用旋壓機對坯料進行強力旋壓之前的示意圖；
圖1Ob為采用旋壓機將坯料強力旋壓成空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]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)輪轂的大小計算所需坯料的體積，將鋁合金熱軋板制成如圖la、圖1b所示的圓片狀還料；
鋁合金熱軋板采用鋁合金鑄錠經(jīng)過熱軋?zhí)幚碇瞥?；熱軋?zhí)幚淼姆椒?開軋溫度為440°C?500°C，終軋溫度為 300°C?350°C。
[0020]招合金可以為5系招合金、6系招合金或7系招合金；
5系鋁合金優(yōu)選5182、5083、5A05、5A06等高鎂鋁合金；
6系鋁合金優(yōu)選6061、6082、6013等鋁合金；
7系鋁合金優(yōu)選 7A04、7B04、7075、7050、7055、7033 等鋁合金；
鋁合金熱軋板的厚度，根據(jù)輪轂尺寸的要求，優(yōu)選為30mm?80mm。
[0021]第二步，拉深；
如圖6a、圖6b、圖7a、圖7b，采用旋壓機或沖壓機，將圓片狀坯料拉深成如圖2a、圖2b所示的盤狀坯料；
第三步，擠壓；
如圖8a、圖8b，采用鍛壓機，對盤狀坯料的輪輻中心部分進行擠壓，使中心部分的材料流動到輪輻、輪緣及輪輞部位，得到如圖3a、圖3b所示的擠壓輪轂毛坯；擠壓的次數(shù)為I?2次；
擠壓可以為熱擠壓、溫擠壓或冷擠壓；
本發(fā)明通過擠壓使中心部分的鋁合金流動到輪輞部分，能夠節(jié)省原材料。
[0022]第四步，沖孔、切邊；
如圖9a、圖9b,對擠壓后的還料進彳丁沖孔、切邊,得到如圖4a、圖4b所不的還料；
第五步，旋壓；
如圖10a、圖10b，將經(jīng)過沖孔、切邊的坯料放入強力旋壓機中強力旋壓成如圖5a、圖5b所示的空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛還;
旋壓可以為熱旋、溫旋或冷旋。[0023]第六步,熱處理；
對旋壓成形之后的空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯進行穩(wěn)定化處理或固溶時效熱處理；5系鋁合金采用穩(wěn)定化處理；6系鋁合金和7系鋁合金采用固溶時效熱處理；
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后進行淬火處理；然后放入時效爐加熱到120°C?220°C，保溫2?8h ;第七步，機加工及表面處理；
對熱處理之后的鋁合金輪轂毛坯進行機加工及表面處理，得到鋁合金輪轂成品；
機加工及表面處理方法為:去邊、打磨、拋光和涂裝。
[0024]實施例1
以一個22.5英寸的汽車鋁合金輪轂為例:
根據(jù)輪轂的大小計算所需坯料的體積，將厚度為30mm的6061鋁合金熱軋厚板沖裁成尺寸為Φ800πιπι的圓片狀坯料；將圓片狀坯料在旋壓機上拉深旋壓成盤狀坯料；然后將盤狀坯料保溫至380°C，在鍛壓機上對盤狀坯料的輪輻中心部分進行熱擠壓，使中心部分的材料流動到輪輻、輪緣及輪輞等部位；之后在旋壓機上強力旋壓成空心旋轉(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后進行淬火處理，淬火后將鋁輪轂放入時效爐中加熱至166°C，保溫6h ;熱處理后對輪轂進行機加工及后續(xù)表面處理，得到汽車鋁合金輪轂成品。
[0025]實施例2
以一個22.5英寸的汽車鋁合金輪轂為例:
將厚度為30mm的5A06鋁合金熱軋厚板沖裁成尺寸為Φ800πιπι的圓片狀坯料；將圓片狀坯料在旋壓機上拉深旋壓成盤狀坯料；然后將盤狀坯料保溫至380°C，在鍛壓機上對盤狀坯料的輪輻中心部分進行熱擠壓，使中心部分的材料流動到輪輻、輪緣及輪輞等部位；之后在旋壓機上強力旋壓成空心旋轉(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，進行穩(wěn)定化處理；最后對輪轂進行機加工及后續(xù)表面處理，得到汽車鋁合金輪轂成品。
[0026]本發(fā)明所制得的鋁合金輪轂主要應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，當(dāng)然本發(fā)明的輪轂并不僅限于汽車領(lǐng)域的輪轂，作為相關(guān)領(lǐng)域的輪轂均可。
[0027]本發(fā)明中所描述的具體實施例僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【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； 將鋁合金熱軋板制成圓片狀坯料； 第二步，拉深； 采用旋壓機或沖壓機，將圓片狀坯料拉深成盤狀坯料； 第三步，擠壓； 采用鍛壓機，對盤狀坯料的輪輻中心部分進行擠壓，使中心部分的材料流動到輪輻、輪緣及輪輞部位； 第四步，沖孔、切邊； 對擠壓后的坯料進行沖孔、切邊； 第五步，旋壓； 將經(jīng)過沖孔、切邊的坯料放入旋壓機中強力旋壓成空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯； 第六步，熱處理； 對旋壓成形之后的空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯進行穩(wěn)定化處理或固溶時效熱處理； 第七步，機加工及表面處理； 對熱處理之后的鋁合金輪轂毛坯進行機加工及表面處理，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)過熱軋?zhí)幚碇瞥桑粺彳執(zhí)幚淼姆椒?開軋溫度為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 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30mm~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，所述第三步中的擠壓的次數(shù)為I~2次。
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，所述第三步中的擠壓為熱擠壓、溫擠壓或冷擠壓。
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，所述第五步中的旋壓為熱旋、溫旋或冷旋。
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，所述第六步中的熱處理方法為，當(dāng)原料為5系鋁合金時采用穩(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效熱處理。
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，所述第六步中的穩(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；所述固溶時效熱處理的方法為: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小時后進行淬火處理；然后放入時效爐加熱到120°C~220°C，保溫2~8小時 。
【文檔編號】B23P15/00GK104015007SQ201410262549
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】李書通, 王新春, 朱其柱, 丁榮輝, 濮近發(fā), 茅海波, 林梟雄 申請人:浙江巨科實業(yè)有限公司