一種高強度鋁合金輪轂制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高強度鋁合金輪轂制造工藝，包括以下步驟：1)、合金材料的配置、2)、熔煉、3)、均質化處理、4)、切割、5)、鍛造、6)、熱處理、7)、深加工、8)、表面處理，9)、檢查、10)、入庫，并加入各種合金稀有金屬使其輪轂內部結構發生根本性改變，進一步的提升輪轂與輪胎之間的表面磨合性以及輪轂的抗壓性，有效防止輪轂表面氧化；本產品具有加工制造工藝簡單、加工成本相對低廉、且輪轂抗壓抗拉性能比較好的優點。
【專利說明】
一種高強度鋁合金輪轂制造工藝
技術領域
[0001]本發明涉及汽車配件領域，具體涉及一種高強度鋁合金輪轂制造工藝。
【背景技術】
[0002]金屬鋁是現有輪轂制造的主要材料之一，其質量輕強度高，且成本比較便宜不易被氧化等特點，廣泛用于輪轂制造工藝中，但單純的鋁來制造輪轂還無法滿足現有需求，通常做法是在鋁加工制造成輪轂胚胎過程中，通過特殊工藝加入稀有金屬來提高輪轂的各項性能。
[0003]而現有的技術要求主要有鑄造和鍛造兩種，鑄造則是使用鋼制模子，將加熱軟化的鋁塊置于其中，用沖壓的方法使其成型，，待冷卻之后再經過機械加工制成。鑄造容易大量生產，而鍛造由于工序較為復雜，因而制造成本較為高昂，而鍛造輪轂在生產過程中由于鋁塊經過不斷沖壓，因此在成型之后，其分子結構會變的非常緊密，所以可以承受較高的壓力，因而在相同尺寸相同強度下，鍛造輪轂也比鑄造輪轂質量更輕，且鍛造可以就客戶要求根據客戶設計的圖案進行生產，現有鑄造工藝主要生產國內型車輛，壓縮成本減少企業開支，而鍛造一般都用于出口，以及國內中高端車輛的使用，輪轂可根據客戶的喜好進行設計，針對于重型卡車來說，鍛造的工藝在超大輪轂的制造工藝中尤為重要，在鍛造過程中如何加入這些稀有金屬一直是制造企業所要研究的問題。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種加工制造工藝簡單、加工成本相對低廉、且輪轂抗壓抗拉性能比較好的高強度鋁合金輪轂制造工藝。
[0005]為解決上述問題，本發明采用如下技術方案:一種高強度鋁合金輪轂制造工藝，包括以下步驟:
[0006]I)、合金材料的配置；包括純鋁、AlMg中間合金，AlCu中間合金、AlTi中間合金、AlMn中間合金、AlZn中間合金、AlFe中間合金、AlSc中間合金、Al Ia中間合金；
[0007]2)、熔煉:把步驟1)、的材料中純鋁放入坩禍中，然后接通電阻進行熔煉，同時向坩禍中充入C02和S02氣體進行保護，在熔煉溫度為650?1100°C的條件下熔煉15?30分鐘，然后將AlMg中間合金，AlCu中間合金、AlTi中間合金、AlMn中間合金、AlZn中間合金、AlFe中間合金、AlSc中間合金、Alla中間合金依次加入坩禍中，在600?1100°C溫度的條件下保溫15?25分鐘；
[0008]3)、均質化處理:將得到的合金棒體加熱至350?520°C之間，并保溫5h?1h之間，得到直徑為350?355mm的合金棒體；
[0009]4)、切割:將棒體切割成段，每段的長度為280?320mm，重量為39.6kg?40.3kg，然后把材料放入到預熱機內預熱，使機內溫度升至380°C，并保溫；
[0010]5)、鍛造:把步驟4)、預熱后的棒體放入到鍛壓機內壓鑄，壓鑄兩面均為桶型為止，鍛造時所需要的溫度為410?435°C，鍛造的壓強不下于90MPa;
[0011]6)、熱處理:把步驟3)、的鍛造后的毛坯半成品輪轂放入到熱處理裝置內進行熱處理，溫度為455°C?465°C之間，時間為1.75小時，熱處理完成后放入存儲區冷卻。
[0012]7)、深加工:待5)、冷卻后推送到銑床加工中心深度加工，得到表面光滑的輪轂半成品；
[0013]8)、表面處理:把加工好以后的輪轂用酒精擦拭，擦拭好以后用噴涂機噴涂防銹劑進行表面噴涂防銹處理，噴涂時溫度控制在125°C左右。
[0014]9)、檢查:送入到檢驗室初檢，查看輪轂表面是否有毛刺和飛邊，以及輪轂表面處理是否到位。
[0015]10)、入庫:送檢完成后把輪轂并排分割放在叉車上，并移動到成品區內儲存，然后進行包裝進入到發貨區。
[0016]進一步的，在步驟I)中，以純鋁總質量為基數，按質量百分含量計，稱取合金總質量中Mg的含量為1.5%?2.6%的AlMg中間合金、合金總質量中Cu的含量為5%?8.6%的AlCu中間合金、合金總質量中Ti的含量為0.9%?1.7%的AlTi中間合金、合金總質量中Mn的含量為0.3%?0.55%的AlMn中間合金、合金總質量中Zn的含量為0.12%?0.18%的AlZn中間合金、合金總質量中Fe的含量為3%?6%的AlFe中間合金、合金總質量中Sc的含量為0.06 %?0.11 %的AlSc中間合金、合金總質量中Ia的含量為0.035 %?0.048 %的Al Ia中間合金。
[0017]進一步的，在步驟4)中，每段的長度為310m，重量為40.lkg。
[0018]進一步的，在步驟7)中，防銹劑由以下材質組成:鋅粉、表面活性劑、硅油、季戊四醇酯、失水山梨醇單油酸酯、硫酸鋅。
[0019]本發明的有益效果是:本發明一種高強度鋁合金輪轂制造工藝在材料上加入了稀有金屬和增加強度的金屬，AlMg中間合金，AlCu中間合金、AlTi中間合金、AlMn中間合金、AlZn中間合金、AlFe中間合金、AlSc中間合金、Alla中間合金，主要材質是Al，然后通過特殊加工熔煉工藝使各種元素融合在一起形成新的合金，不管是抗壓強度還是抗拉強度都得到顯著的提高，然后再通過均質化處理、切割、鍛造、熱處理、深加工、表面處理，以及后續的檢查和入庫，使整個工藝井然有序，生產出的輪轂和現有輪轂相比，各項性能都得到顯著的提升，可替代現有輪轂工藝標準，增加企業的經濟效益。
【具體實施方式】
[0020]下面對本發明的優選實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0021 ] 實施例一
[0022]—種高強度鋁合金輪轂制造工藝包括以下步驟:
[0023]I)、合金材料的配置；包括純鋁、AlMg中間合金，AlCu中間合金、AlTi中間合金、AlMn中間合金、AlZn中間合金、AlFe中間合金、AlSc中間合金、Al Ia中間合金；
[0024]2)、熔煉:把步驟1)、的材料中純鋁放入坩禍中，然后接通電阻進行熔煉，同時向坩禍中充入C02和S02氣體進行保護，在熔煉溫度為765°C的條件下熔煉18分鐘，然后將AlMg中間合金，AlCu中間合金、AlTi中間合金、AlMn中間合金、AlZn中間合金、AlFe中間合金、Al Sc中間合金、Alla中間合金依次加入坩禍中，在600?1100°C溫度的條件下保溫20分鐘；
[0025]3)、均質化處理:將得到的合金棒體加熱至450°C之間，并保溫7h之間，得到直徑為350mm的合金棒體；
[0026]4)、切割:將棒體切割成段，每段的長度為310m，重量為40.lkg，然后把材料放入到預熱機內預熱，使機內溫度升至380°C，并保溫；
[0027]5)、鍛造:把步驟4)、預熱后的棒體放入到鍛壓機內壓鑄，壓鑄兩面均為桶型為止，鍛造時所需要的溫度為422°C，鍛造的壓強不下于90MPa;
[0028]6)、熱處理:把步驟3)、的鍛造后的毛坯半成品輪轂放入到熱處理裝置內進行熱處理，溫度為458°C，時間為1.75小時，熱處理完成后放入存儲區冷卻。
[0029]在步驟I)中，以純鋁總質量為基數，按質量百分含量計，稱取合金總質量中Mg的含量為2.1%的AlMg中間合金、合金總質量中Cu的含量為7.2%的AlCu中間合金、合金總質量中Ti的含量為1.3%的AlTi中間合金、合金總質量中Mn的含量為0.52%的AlMn中間合金、合金總質量中Zn的含量為0.15%的AlZn中間合金、合金總質量中Fe的含量為4.3%的AlFe中間合金、合金總質量中Sc的含量為0.1 %的Al Sc中間合金、合金總質量中Ia的含量為
0.037%的Al Ia中間合金。
[0030]實施例二
[0031 ] 一種高強度鋁合金輪轂制造工藝包括以下步驟:
[0032]I)、合金材料的配置；包括純鋁、AlMg中間合金，AlCu中間合金、AlTi中間合金、AlMn中間合金、AlZn中間合金、AlFe中間合金、AlSc中間合金、Al Ia中間合金；
[0033]2)、熔煉:把步驟1)、的材料中純鋁放入坩禍中，然后接通電阻進行熔煉，同時向坩禍中充入C02和S02氣體進行保護，在熔煉溫度為800°C的條件下熔煉23分鐘，然后將AlMg中間合金，AlCu中間合金、AlTi中間合金、AlMn中間合金、AlZn中間合金、AlFe中間合金、Al Sc中間合金、Alla中間合金依次加入坩禍中，在850°C溫度的條件下保溫21分鐘；
[0034]3)、均質化處理:將得到的合金棒體加熱至480°C之間，并保溫Sh之間，得到直徑為340mm的合金棒體；
[0035]4)、切割:將棒體切割成段，每段的長度為310mm，重量為40.lkg，然后把材料放入到預熱機內預熱，使機內溫度升至380°C，并保溫；
[0036]5)、鍛造:把步驟4)、預熱后的棒體放入到鍛壓機內壓鑄，壓鑄兩面均為桶型為止，鍛造時所需要的溫度為422°C，鍛造的壓強不下于90MPa;
[0037]6)、熱處理:把步驟3)、的鍛造后的毛坯半成品輪轂放入到熱處理裝置內進行熱處理，溫度為459°C之間，時間為1.75小時，熱處理完成后放入存儲區冷卻。
[0038]在步驟I)中，以純鋁總質量為基數，按質量百分含量計，稱取合金總質量中Mg的含量為2.3%的AlMg中間合金、合金總質量中Cu的含量為8.2%的AlCu中間合金、合金總質量中Ti的含量為1.2%的AlTi中間合金、合金總質量中Mn的含量為0.41%的AlMn中間合金、合金總質量中Zn的含量為0.15%的AlZn中間合金、合金總質量中Fe的含量為3%的AlFe中間合金、合金總質量中Sc的含量為0.11%的AlSc中間合金、合金總質量中Ia的含量為0.036%的Al Ia中間合金。
[0039]實施例三
[0040]一種高強度鋁合金輪轂制造工藝包括以下步驟:
[0041]I)、合金材料的配置；包括純鋁、AlMg中間合金，AlCu中間合金、AlTi中間合金、AlMn中間合金、AlZn中間合金、AlFe中間合金、AlSc中間合金、Al Ia中間合金；
[0042]2)、熔煉:把步驟1)、的材料中純鋁放入坩禍中，然后接通電阻進行熔煉，同時向坩禍中充入C02和S02氣體進行保護，在熔煉溫度為820°C的條件下熔煉27分鐘，然后將AlMg中間合金，AlCu中間合金、AlTi中間合金、AlMn中間合金、AlZn中間合金、AlFe中間合金、Al Sc中間合金、Alla中間合金依次加入坩禍中，在900°C溫度的條件下保溫22分鐘；
[0043]3)、均質化處理:將得到的合金棒體加熱至430°C之間，并保溫7h之間，得到直徑為355mm的合金棒體；
[0044]4)、切割:將棒體切割成段，每段的長度為300mm，重量為39.9kg，然后把材料放入到預熱機內預熱，使機內溫度升至380°C，并保溫；
[0045]5)、鍛造:把步驟4)、預熱后的棒體放入到鍛壓機內壓鑄，壓鑄兩面均為桶型為止，鍛造時所需要的溫度為415°C，鍛造的壓強不下于90MPa;
[0046]6)、熱處理:把步驟3)、的鍛造后的毛坯半成品輪轂放入到熱處理裝置內進行熱處理，溫度為460°C之間，時間為1.75小時，熱處理完成后放入存儲區冷卻。
[0047]在步驟I)中，以純鋁總質量為基數，按質量百分含量計，稱取合金總質量中Mg的含量為2.45%的AlMg中間合金、合金總質量中Cu的含量為7.1 %的AlCu中間合金、合金總質量中Ti的含量為1.2%的AlTi中間合金、合金總質量中Mn的含量為0.52%的AlMn中間合金、合金總質量中Zn的含量為0.15%的AlZn中間合金、合金總質量中Fe的含量為4%的AlFe中間合金、合金總質量中Sc的含量為0.09%的AlSc中間合金、合金總質量中Ia的含量為0.038%的Al Ia中間合金。
[0048]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新保護范圍為準。
【主權項】
1.一種高強度鋁合金輪轂制造工藝，其特征在于:包括以下步驟: 1)、合金材料的配置;包括純鋁、AlMg中間合金，AlCu中間合金、AlTi中間合金、AlMn中間合金、AlZn中間合金、AlFe中間合金、AlSc中間合金、Al Ia中間合金； 2)、熔煉:把步驟1)、的材料中純鋁放入坩禍中，然后接通電阻進行熔煉，同時向坩禍中充入C02和S02氣體進行保護，在熔煉溫度為650?1100 °C的條件下熔煉15?30分鐘，然后將AlMg中間合金，AlCu中間合金、AlTi中間合金、AlMn中間合金、AlZn中間合金、AlFe中間合金、AlSc中間合金、Alla中間合金依次加入坩禍中，在600?1100°C溫度的條件下保溫15?25分鐘； 3)、均質化處理:將得到的合金棒體加熱至350?520°C之間，并保溫5h?1h之間，得到直徑為350?355mm的合金棒體； 4)、切割:將棒體切割成段，每段的長度為280?320mm，重量為39.6kg?40.3kg，然后把材料放入到預熱機內預熱，使機內溫度升至380°C，并保溫； 5)、鍛造:把步驟4)、預熱后的棒體放入到鍛壓機內壓鑄，壓鑄兩面均為桶型為止，鍛造時所需要的溫度為410?435°C，鍛造的壓強不下于90MPa; 6)、熱處理:把步驟3)、的鍛造后的毛坯半成品輪轂放入到熱處理裝置內進行熱處理，溫度為455°C?465°C之間，時間為1.75小時，熱處理完成后放入存儲區冷卻。 7)、深加工:待5)、冷卻后推送到銑床加工中心深度加工，得到表面光滑的輪轂半成品； 8)、表面處理:把加工好以后的輪轂用酒精擦拭，擦拭好以后用噴涂機噴涂防銹劑進行表面噴涂防銹處理，噴涂時溫度控制在125°C左右。 9)、檢查:送入到檢驗室初檢，查看輪轂表面是否有毛刺和飛邊，以及輪轂表面處理是否到位。 10)、入庫:送檢完成后把輪轂并排分割放在叉車上，并移動到成品區內儲存，然后進行包裝進入到發貨區。2.根據權利要求1所述的一種高強度鋁合金輪轂制造工藝，其特征在于:在步驟I)中，以純鋁總質量為基數，按質量百分含量計，稱取合金總質量中Mg的含量為1.5%?2.6%的AlMg中間合金、合金總質量中Cu的含量為5%?8.6%的AlCu中間合金、合金總質量中Ti的含量為0.9%?1.7%的AlTi中間合金、合金總質量中Mn的含量為0.3%?0.55%的AlMn中間合金、合金總質量中Zn的含量為0.12%?0.18%的AlZn中間合金、合金總質量中Fe的含量為3%?6%的AlFe中間合金、合金總質量中Sc的含量為0.06%?0.11%的AlSc中間合金、合金總質量中Ia的含量為0.035%?0.048%的Alla中間合金。3.根據權利要求1所述的一種高強度鋁合金輪轂制造工藝，其特征在于:在步驟4)中，每段的長度為310m，重量為40.lkg。4.根據權利要求1所述的一種高強度鋁合金輪轂制造工藝，其特征在于:在步驟7)中，防銹劑由以下材質組成:鋅粉、表面活性劑、硅油、季戊四醇酯、失水山梨醇單油酸酯、硫酸鋅。
【文檔編號】B23P15/00GK106078118SQ201610633004
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月4日 公開號201610633004.2, CN 106078118 A, CN 106078118A, CN 201610633004, CN-A-106078118, CN106078118 A, CN106078118A, CN201610633004, CN201610633004.2
【發明人】伍海龍
【申請人】浙江保康輪轂制造有限公司