[發明專利]一種沖壓成型的汽車輪轂單元及其制造方法

在審

• 申請號: 201810192628.4
• 申請日: 2018-03-09
• 公開（公告）號: CN108284701A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 陳天龍;陳圣賢
• 申請（專利權）人: 浙江中硅新材料有限公司
• 主分類號: B60B3/12
• 分類號: B60B3/12;B60B3/16;B21D22/02;B21D37/16;B21D53/26
• 代理公司: 嘉興海創專利代理事務所(普通合伙) 33251
• 代理人: 鄭文濤

本發明提供了一種沖壓成型的汽車輪轂單元，包括輪輞、輪輻以及輪轂，輪輻設置有五個，輪轂設置在輪輞內，輪輞通過輪輻設置在輪轂上，輪轂上開有五個螺栓孔，輪輞、輪輻以及輪轂通過整體鋼板沖壓一體成型。該汽車輪轂單元的金屬材料加熱到Ac3以上后，奧氏體化完成或部分完成，材料軟化，容易塑性成型，方便板材沖壓加工成型。在工件塑性成型后應該馬上降溫，防止成型后工件因高溫又軟化變形，冷卻后，工件材料的金相由奧氏體轉化為馬氏體，材料抗拉強度提高到淬火前的2?3倍，抗拉強度提高到1500MPa以上，大大提高了產品使用安全性能。

技術領域

本發明屬于汽車輪轂制造技術領域，涉及一種沖壓成型的汽車輪轂單元及其制造方法。

背景技術

輪轂是汽車上最重要的安全零件之一，有鋼制輪轂和鋁制輪轂之分，輪轂承受著汽車和載物質量作用的壓力，受到車輛在起動、制動時動態扭矩的作用，還承受汽車在行駛過程中轉彎、凹凸路面、路面障礙物沖擊等來自不同方向動態載荷產生的不規則交變受力。輪轂的質量和可靠性不但關系到車輛和車上人員物資的安全性，還影響到車輛在行駛中的平穩性、操縱性、舒適性等性能，這就要求輪轂動平衡好、疲勞強度高、有好的剛度和彈性、尺寸和形狀精度高、質量輕等，鋁輪轂以其良好的綜合性能滿足了上述要求，在安全性、舒適性和輕量化等方面表現突出，博得了市場青睞，正逐步代替鋼制輪轂成為最佳選擇。

現有的汽車輪轂都是鋁合金材料制成較多，汽車鋁輪轂的最主要的生產工藝流程是：熔化→精煉→材料檢驗→低壓鑄造→X射線探傷→熱處理→機械加工→動平衡檢驗→氣密性檢驗→涂裝。

如申請號為201410263566.3的發明專利，該發明公開了一種鋼板成型輪轂結構，其主要構成為：輪輞、輪輻及力矩扣件，輪輻與力矩扣件為嵌合空心結構，輪輻與輪輞為焊接結構。輪輞為退火態的熱成形高強度鋼板用已知的傳統工藝形成，輪輻為退火態的熱成形高強度鋼板沖壓成形，輪輻輻條的內外壁距輪輻輻條形心形成必要的距離，使之具有抵抗彎矩負荷的抗載結構，經與力矩扣件的嵌合大幅提高了輪輻的慣性矩與靜矩，輪輻與輪輞焊接后進入形變控制淬火爐內淬火，使之具有1500MPa以上的應力強度。形成了超輕量、高強度、低成本的汽車輪轂。

上述汽車輪轂退火態的熱成形高強度鋼板沖壓成形，以及目前市場上的汽車輪轂所采用材料是普通鋼材的傳統沖壓工藝，均沒有采用強化工藝，在高速撞擊過程中容易破裂。

發明內容

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種沖壓成型的汽車輪轂單元及其制造方法，加熱軟化后再成型可以很好地避免冷沖壓工藝造成的沖壓開裂、拉傷等缺陷，特別是針對角部半徑很小的工件，本工藝可以有效避免開裂。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種沖壓成型的汽車輪轂單元，包括輪輞、輪輻以及輪轂，其特征在于，輪輻設置有五個，輪轂設置在輪輞內，輪輞通過輪輻設置在輪轂上，輪轂上開有五個螺栓孔，輪輞、輪輻以及輪轂通過整體鋼板沖壓一體成型。

進一步的，所述輪輻上具有凸起的加強筋。

一種沖壓成型的汽車輪轂單元的制造方法，其特征在于，具體步驟如下：

一、加熱軟化合金鋼：把合金鋼材料加熱到Ac3至熔點之間的溫度，金相發生奧氏體化轉變，在Ac3以上保溫0.5min-10min；

二、塑性成型：快速轉移到輪轂單元沖壓成型模具上，完成沖壓塑性成型；

三、急速冷卻：完成沖壓塑性成型的同時工件急劇降溫淬火，冷卻速度需要超過20℃/s，冷卻到Ms溫度以下。

金屬材料加熱到Ac3以上后，奧氏體化完成或部分完成，材料軟化，容易塑性成型，方便板材沖壓加工成型。在工件塑性成型后應該馬上降溫，防止成型后工件因高溫又軟化變形，冷卻后，工件材料的金相由奧氏體轉化為馬氏體，材料抗拉強度提高到淬火前的2-3倍，抗拉強度提高到1500MPa以上，大大提高了產品使用安全性能。