[發明專利]復合高強度有色合金輪的制作方法

有效

• 申請號: 201310250415.X
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN103381541A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 陳幕毅
• 申請（專利權）人: 陳幕毅
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 韓英杰;許建

技術領域

本發明涉及一種車輪的制作方法，尤其涉及制造高強度有色合金輪轂的一種方法。

背景技術

汽車用的有色金屬合金輪轂，目前出現一種新的制造趨勢，就是將輪輞、復合輪輻分別制造，之后采用攪拌摩擦焊等技術進行復合。其中的復合輪輻采用鑄造或鍛造的方式：

對于鑄造，復合輪輻鑄造采用的鋁合金為鑄造鋁，牌號如A356等，而輪輞采用的都是變形鋁，牌號為2XXX，5XXX，6XXX，7XXX等。復合輪輻和輪輞這兩種金屬在性能和成分都有一定差異，導致在攪拌焊接的過程中容易產生一定的弱化鏈接，鏈接處的性能比母材有較大的損失。同時由于鋁合金牌號不同，熱處理溫度不同，導致熱處理工藝復雜也不好控制。

如果采用鍛造復合輪輻，存在造型不自由，機械加工過程長，成本高的缺點。

發明內容

為了解決現有技術中如何生產一種強度高、造型自由、成本低的復合鋁合金輪的問題，本發明提供了一種復合高強度有色合金輪的制作方法。

液態模鍛是介于液態成型和固態成型之間的一種比較新的工藝,集中了它們這兩種工藝的優點。其對澆入模具內的液態金屬施以較高的機械壓力，使其凝固時消除鑄造缺陷并產生一定塑性變形。既可以保持鑄造的造型自由，成本低的特點，又有對鋁合金進行塑性變形強化的特點，其產品性能接近鍛造水平。目前液態模鍛設備對軸向塑性壓縮比較好實現，但是由于輪轂的天生造型，輪輞為一個深桶裝的薄壁結構，其軸向面積小，現有的設備無法做到很好的強化。如果要考慮輪輞的徑向壓縮，那么必須采用4邊模，而為了強化性能，輪輞部分也要獲得足夠的壓縮比，這對設備和模具都有非常高的要求。導致該技術目前在輪轂行業應用受到限制。沒有大規模應用開。

一種復合高強度有色合金輪的制作方法，包括以下步驟：

步驟一：進行復合輪輻制造：

1.1：鋁合金熔煉；

1.2：復合輪輻模具準備，采用上下模，預熱模具，噴脫模劑；

1.3：鋁合金定量澆筑；

1.4：合模；

1.5：采用液態模鍛機，快壓；

1.6：慢壓；

1.7：保壓；

1.8：脫模，復合輪輻毛坯；

1.9：沖壓，將復合輪輻毛坯邊緣的余料沖除；

2.0：進行機械加工，加工好與輪輞的對接臺面;

步驟二：輪輞制造：雙輪旋壓機進行強力旋壓，機械加工輪輞一邊，做好與輪輞對接準備；

步驟三：復合輪輻與輪輞的對接：

3.1：將輪輞與輪輻進行過盈配合；

3.2：將輪輞加熱；

3.3：利用夾具自重將輪輞與復合輪輻壓緊；

3.4：將輪輞與復合輪輻對接體安裝在焊接機上，進行焊接；

3.5：焊接完成后，將復合輪輻的支撐部分機械加工掉，形成了厚度均勻的輪轂。

作為本發明的進一步改進，步驟1.5：采用1000至2000噸液態模鍛機快壓，壓力控制在10至20Mpa以上，時間5-7秒。

作為本發明的進一步改進，步驟1.6：慢壓，壓力逐步達到80-150Mpa以上，時間5-7秒。

效果：壓力達到80-150Mpa之后，鋁合金體積可以有8%-15%的壓縮，鋁合金獲得更高的致密性，結晶的粒度變小，性能大幅提高。

作為本發明的進一步改進，步驟1.7：保壓15-20秒。

作為本發明的進一步改進，步驟二中，板厚度從5mm，延展到3-4mm，最薄處為3mm。

效果：在這個塑性變形的過程中，鋁合金強度可以進一步的強化。

作為本發明的進一步改進，步驟1.1：鋁合金熔煉在750度熔煉，時間為10至25分鐘；

步驟1.2：模具溫度預熱到250度至280度，噴脫模劑；

步驟1.3：澆筑溫度控制在680度至710度之間；

步驟1.4：多余的澆筑料從下模具的卸料孔流出。

效果：精確的控制產品重量。

作為本發明的進一步改進，步驟3.2：將輪輞加熱時溫度控制在170度以下。

效果：控制溫度的好處是可以防止鋁合金晶粒生長，降低強度損失的隱患。

作為本發明的進一步改進，步驟3.3：采用專用夾具將輪輞與復合輪輻壓緊時保持一段時間，讓輪輞冷卻。

效果：相對自由冷卻，在夾具的幫助下，可以很好的保證輪轂兩個輪緣的平行度。提高產品質量。

作為本發明的進一步改進，步驟3.4：焊接采用攪拌摩擦焊；攪拌摩擦焊接采用預焊接與無匙孔工藝結合，先對焊接部分進行預焊接，之后使用無匙孔焊接機進行焊接。