[發(fā)明專利]一種鋁合金車輪旋壓工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611103841.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN106623674A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫曉冬;王銳;鄧式成;郭勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中信戴卡股份有限公司
• 主分類號(hào): B21D53/26
• 分類號(hào): B21D53/26;B21D22/16
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁合金車輪成型工藝。

背景技術(shù)

20世紀(jì)90年代末，旋壓工藝用于鑄造車輪坯料的成形加工。低壓鑄造+輪輞熱旋壓是目前車輪加工中較安全、經(jīng)濟(jì)的方法。低壓鑄造滿足外觀需求，輪輞經(jīng)過(guò)熱旋壓成形，在組織上有明顯的纖維流線，提高車輪的整體強(qiáng)度和耐腐蝕性。

目前國(guó)內(nèi)一般采取“兩旋輪兩道次”或“三旋輪三道次”旋壓工藝，旋壓上模壓緊鑄坯，使鑄坯與下模同步旋轉(zhuǎn)，旋輪在預(yù)先設(shè)置好的軌跡上對(duì)鑄坯的輪輞處進(jìn)行局部連續(xù)旋轉(zhuǎn)擠壓，使之與模具形面貼合，得到實(shí)際要求的輪輞形狀的成形方法。在旋壓成形過(guò)程中，只有輪輞發(fā)生變形，輪輻在旋壓時(shí)起固定和支撐作用。

實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，旋壓工藝存在一定局限性，旋壓工件尺寸一致性不好，軸向變形量較大；工件材料的內(nèi)部組織變化不均勻，流線不明顯，材料性能沒有完全體現(xiàn)旋壓工藝的優(yōu)異性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種從改變應(yīng)力分布和內(nèi)部組織角度解決現(xiàn)有鑄旋工藝問(wèn)題的一種鋁合金車輪旋壓工藝。

本發(fā)明的技術(shù)方案：設(shè)置兩個(gè)旋輪，旋壓四個(gè)道次，通過(guò)不同旋輪的多道次擠壓，使材料發(fā)生局部連續(xù)的塑性變形。被擠壓部位在三向壓應(yīng)力作用下，內(nèi)部組織產(chǎn)生位錯(cuò)，晶界被破壞，晶格發(fā)生畸變，進(jìn)而改善材料內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)。優(yōu)化旋輪對(duì)材料產(chǎn)生擠壓的效果和方向，增加材料塑變中位錯(cuò)變形的比例，從而達(dá)到明顯改善材料組織結(jié)構(gòu)和性能指標(biāo)的效果。

作為優(yōu)選，兩個(gè)旋輪根據(jù)尖點(diǎn)工作半徑的不同，分為大旋輪、小旋輪，呈180°分布，從兩側(cè)對(duì)坯料進(jìn)行旋壓，保證鑄坯輪輞的受力均衡，旋壓過(guò)程平穩(wěn)可靠。

作為優(yōu)選，對(duì)鑄坯邊模四條模線做去飛邊處理，保證旋壓外觀質(zhì)量，規(guī)避折疊壓入等旋壓缺陷。

作為優(yōu)選，旋壓前將鑄坯預(yù)加熱至350℃-370℃，使材料具備良好的延展性。

作為優(yōu)選，旋壓前將模具的下模加熱至200℃-250℃，使鑄坯與模具更好貼合，金屬流動(dòng)順暢。

旋壓過(guò)程分四個(gè)道次，依次為合模道次、收頸道次、減薄道次、精整道次。

合模道次與收頸道次屬預(yù)變形階段，應(yīng)給定25～35mm軸向錯(cuò)距，同步旋壓。作用是優(yōu)化鑄坯輪輞形狀，使之與模具型線平行，為終變形提供更好的基礎(chǔ)和條件。減薄道次與精整道次為終變形階段，應(yīng)給定8～15mm軸向錯(cuò)距，同步旋壓。保證各道次在工件不同位置的減薄比例不變，易于各道次變形量合理分配。

合模道次使用小旋輪。減薄量設(shè)定范圍4±1mm，同時(shí)給定適宜的進(jìn)給速度。其加工軌跡線形似溝槽，使背腔輪頸位置合模抱死，提高毛坯輪輻及端面的抗變形能力。

收頸道次使用大旋輪。輪頸合模后，大旋輪再對(duì)輪輞部位進(jìn)行貼模，合理設(shè)置加工軌跡線使輪輞能夠平行模具外側(cè)合模，同時(shí)避免輪輞被拉得過(guò)長(zhǎng)、貼模過(guò)緊、金屬流動(dòng)能力下降。開放端無(wú)約束，材料在外力作用下，通過(guò)力的傳導(dǎo)，組織自身發(fā)生擠壓變形，應(yīng)力狀態(tài)和組織變化更加均勻。

減薄道次使用大旋輪。前兩個(gè)道次結(jié)束后，鑄坯內(nèi)形與模具已完全貼合。為使材料的擠壓效果更加突出，晶粒變形更細(xì)致，繼續(xù)使用大旋輪對(duì)輪輞位置的坯料進(jìn)行減薄旋壓，軌跡線與模具型線平行，減薄量4mm。

精整道次使用小旋輪。按照旋壓成品型線設(shè)計(jì)旋輪的運(yùn)動(dòng)軌跡，精整位置涵蓋輪頸，但該處精整量小于其它位置。

作為優(yōu)選，旋壓機(jī)啟動(dòng)之前對(duì)輪輞軸向錯(cuò)距、主軸的轉(zhuǎn)速以及旋輪的進(jìn)給路徑和減薄量進(jìn)行設(shè)定。對(duì)于規(guī)格不同的輪輞設(shè)置不同的數(shù)值，使旋壓機(jī)按照設(shè)定的數(shù)值工作，自動(dòng)化程度高，工作效率高。

作為優(yōu)選，旋壓機(jī)上設(shè)置潤(rùn)滑液噴嘴，潤(rùn)滑液噴嘴定期對(duì)旋輪噴射潤(rùn)滑液進(jìn)行潤(rùn)滑。旋輪使用一段時(shí)間后會(huì)發(fā)熱粘鋁，通過(guò)對(duì)旋輪噴射潤(rùn)滑液，防止旋輪過(guò)多粘鋁從而影響旋壓效果，保證旋壓精度和產(chǎn)品外觀，延長(zhǎng)旋輪的使用壽命。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明簡(jiǎn)化了工藝，降低相互干擾，更容易實(shí)現(xiàn)減薄量合理、準(zhǔn)確的分配，工藝穩(wěn)定性提高，失穩(wěn)幾率下降，尺寸一致性得到提高，質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)明顯降低；坯料機(jī)械性能有大幅改善，屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率等試驗(yàn)數(shù)據(jù)均有提高；旋壓后坯料內(nèi)輪緣及輪輞中段晶粒更細(xì)小和均勻，流線明顯。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

圖2是現(xiàn)有鑄造旋壓技術(shù)的鑄件金相圖。

圖3是本發(fā)明鑄造旋壓技術(shù)的鑄件金相圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體描述。

本發(fā)明的技術(shù)方案：設(shè)置兩個(gè)旋輪，旋壓四個(gè)道次。