[發明專利]一種提升鋼質乘用車車輪疲勞壽命的工藝方法

有效

• 申請號: 201710011867.0
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106583963B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 趙巖;馬鳴圖;馮毅;周佳;王光耀;萬鑫銘;李陽;趙清江;谷海容;唐新民
• 申請（專利權）人: 中國汽車工程研究院股份有限公司
• 主分類號: B23K33/00
• 分類號: B23K33/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 孔祥超

本發明公開了一種提升鋼質乘用車車輪疲勞壽命的工藝方法，包括先分別單獨加工完成輪輻及輪輞；再將輪輻及輪輞焊接組合成車輪鋼圈；最后對車輪鋼圈進行油漆烘烤；輪輻和輪輞加工分別采用沖壓和輥壓工序成形，在輪輻沖壓和輪輞輥壓成形過程中，二者成形變形量均控制在1.9％～2.1％之間，且確保在沖壓或輥壓成形過程中構件各部位厚度差≤15％；在輪輻與輪輞焊接時，采用富氬混合氣體保護焊，焊絲直徑1.2mm，輪輻和輪輞間的焊接接觸面開口角度≤0.5°；在對車輪鋼圈進行涂漆烘烤時，在150～170℃的環境溫度下進行，并持續烘烤50～70min。本發明的有益效果是，鋼圈疲勞壽命長、重量輕，加工方法簡單、工藝參數容易控制。

技術領域

本發明涉及一種乘用車鋼質車輪的制造方法，特別涉及本發明涉及一種提升鋼質乘用車車輪疲勞壽命的工藝方法。

背景技術

目前，國內外汽車工業界對汽車輕量化有著日益緊迫的要求，為滿足汽車輕量化發展需求，在車身上采用高強鋼材是實現汽車輕量化的最為基本的技術路線之一。與普通鋼種相比，高強鋼材除具有更高的強度，還同時擁有較好的工藝性，并有利于提升汽車在碰撞過程中的能量吸收，在減重和安全方面具有雙重優勢，成為當前及未來實現汽車輕量化的首選材料之一，廣泛應用于汽車制造業。

車輪是汽車上典型的承載構件，對于實現汽車的整體輕量化及保證安全性方面具有重要意義。當前國內汽車車輪產量巨大，但普遍采用抗拉強度300～500MPa的低強度級別的材料生產。與國外產品相比，存在尺寸大、質量重等問題。基于此，近年來國內正大力致力于先進高強鋼等新材料在汽車車輪上的應用。車輪在實際服役過程中，主要承受來自路面及車身傳遞的疲勞應力，疲勞性能是評價車輪服役水平的最為關鍵的性能指標之一。車輪的疲勞性能一般與制造用材、工藝方法有關。與普通鋼種相比，先進高強鋼在制造過程中更易出現缺陷，影響車輪的疲勞性能。因此，采用合理的工藝流程對于保證車輪的疲勞性能至關重要，而目前國內對此研究涉及較少，未提出成熟的制造工藝方法，指導先進高強鋼車輪生產。因此，探索基于鋼質車輪疲勞性能提升的工藝方法是當前國內汽車行業急需解決的關鍵技術問題之一。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種提升鋼質乘用車車輪疲勞壽命的工藝方法，該工藝方法通過對輪輻和輪輞幾何尺寸、形狀，以及焊接過程和焊后處理進行合理規范和控制，以預防或消除加工過程中出現影響疲勞壽命的缺陷，減小或消除鋼圈內應力，提高其強度和韌性，從而達到提高疲勞壽命的目的。

為實現前述目的，本發明采用如下技術方案。

一種提升鋼質乘用車車輪疲勞壽命的工藝方法，包括先分別加工好輪輻及輪輞，再將輪輻及輪輞焊接組合成車輪鋼圈，最后對車輪鋼圈再進行油漆烘烤；其中，輪輻的加工包括沖壓成形，輪輞的加工包括輥壓成形；

在所述輪輻的沖壓成形和輪輞的輥壓成形過程中，成形塑性變形量控制在1.9％～2.1％之間，且沖壓或輥壓成形狀態的輪輞和輪輻各部位的厚度差≤15％；

在所述輪輻與輪輞焊接時，采用混合氣體保護焊，并采用直徑1.2或1.6mm的焊絲，且輪輻和輪輞間的焊接接觸面開口角度≤0.5°；

在對所述焊接后的車輪鋼圈進行涂漆烘烤時，在150～170℃的環境溫度下進行，并持續烘烤50～70min。

采用前述技術方案的本發明，通過合理控制成形應變量降低輪輞和輪輻內應力；應變小，強化效應不夠，車輪疲勞性能差，應變大容易車輪導致沖壓開裂，更容易出現早期破壞；通過控制成形狀態的輪輞和輪輻各部位的厚度差，確保輪輞和輪輻自身的整體強度，消除厚度差異較大存在的強度薄弱截面；采用較小直徑焊絲，形成低線能量輸入的焊接，避免焊縫過熱，減小熱影響區，縮小焊接應力影響范圍；通過輪輻和輪輞間接觸面的開口角度控制，使輪輻與輪輞形成良好接觸，并可有效減少二者因焊接變形和焊接應力；并充分利用材料的烤漆硬化特性，通過合理控制涂漆溫度和時間，對車輪材料產生顯著的強化效應，提升車輪疲勞壽命。