[發明專利]一種超高強度載重車輪生產方法及由該方法生產的車輪

有效

• 申請號: 202010695189.6
• 申請日: 2020-07-19
• 公開（公告）號: CN111992985B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 劉夢潔
• 申請（專利權）人: 東風汽車底盤系統有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B60B3/00
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 謝洋

本發明涉及一種超高強度載重車輪生產方法，包括以下三個步驟：步驟一、輪輞的制造；步驟二、輪輻的制造；步驟三、輪輞和輪輻的合成；所述步驟三包括以下步驟：(1)壓配點焊；(2)合成焊接；(3)振動時效；(4)諧波檢查；(5)打印標識。本方法采用抗拉伸強度為590?780MPa的鋼材制備車輪，通過采用振動時效消除殘余應力，可將殘余應力下降60％左右，車輪彎曲疲勞壽命和徑向疲勞壽命均可達到100萬次以上?？蓪崿F車輪材料強度更高、厚度更薄的車輪的生產，比同等強度等級車輪輕33.7％，滿足整車輕量化及用戶節能環保的需求。振動時效可實行在線生產，并與現有的自動生產線相匹配，提高了生產效率。振動時效工序具有能耗消耗小、時間短、成本低、工藝過程簡單等特點。

技術領域

本發明涉及一種車輪生產方法及由該方法生產的車輪，尤其涉及一種超高強度載重車輪的生產方法及由該方法生產的車輪。

背景技術

隨著汽車工業的發展，對汽車節能、減排、環保的要求越來越高，汽車輕量化是汽車發展的必然趨勢。實驗表明車身重量降低10％，油耗就降低約6％-8％，排放量下降4％。車輪是汽車的重要承載件，工作中高速旋轉，其輕量化節能效果是其它零部件的1.5倍左右。而使用高強度鋼以減小車輪輪輞和輪輻厚度是實施車輪輕量化的有效途徑之一。

目前，國內外載重車輪使用的鋼材抗拉伸強度強度主要在490MPa及以下。原因在于目前還沒有成熟的車輪生產方法可以適用于更高強度的鋼材。車輪的生產工藝較為復雜，生產過程中涉及到滾壓、焊接等工藝，當鋼材抗拉伸強度超過590MPa，在成型過程中殘留應力較大，使得車輪疲勞壽命達不到相關標準的要求，在應力較為集中的槽底、槽頂和焊縫處易出現裂縫。按現有技術將抗拉伸強度為650MPa的鋼材加工成車輪并進行了檢測，槽底和槽頂圓弧處平均殘余拉應力高達325MPa，合成焊縫處平均拉應力高達221MPa。疲勞測試結果表明80％的樣件達不到100萬次的疲勞要求。

高強鋼材制備成車輪的關鍵工藝之一為消除車輪的殘余應力。消除殘余應力的常用方法有熱時效及振動時效工藝。由于熱時效需要配備熱處理設備，生產效率較低，使該工藝不能適應車輪自動化的生產方式。傳統振動時效一般采用離線式的處理工藝，需要在每個車輪的各個應力集中點多次安裝激振器和測振器進行振動時效處理，操作時間長，勞動強度大，功效低，也不能適應車輪自動化的生產方式，因此專門為車輪生成所設計的振動時效工藝尚屬空白，還未被車輪生產廠家所采用。

普通車輪常用材料的抗拉伸強度等級為490MPa及以下，通過優化成型工藝就可以消除大部分殘留應力，無需去除殘留應力就可以達到使用要求，也無法為高強度車輪去除殘留應力提供技術啟示。因此，開發一種高效、能適應車輪自動化生產方式的去除殘留應力的方法就成為高強度車輪生產需要解決的關鍵技術問題。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的至少一種技術問題，提供了一種590MPa～780MPa強度級別車輪的生產方法，可解決現有技術存在的生產效率低，且不能適應車輪自動化生產方式的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案為：一種超高強度載重車輪生產方法包括以下三個步驟：

步驟一、輪輞的制造；

步驟二、輪輻的制造；

步驟三、輪輞和輪輻的合成；

所述步驟三包括以下步驟：

(1)壓配點焊；(2)合成焊接；(3)振動時效去應力；(4)諧波檢查；(5)打印標識。

所述超高強度載重車輪采用型號為590CL、650CL、DP690或DP780鋼材中的一種制備。

進一步，振動時效工序采用在線生產。

進一步，所述振動時效去采用的設備為頻譜諧波振動時效儀。

進一步，所述振動時效去應力的方法包括以下步驟：