[发明专利]一种大型客车铝轮毂制造方法

说明书

技术领域

本发明属汽车制造领域，具体涉及一种大型客车铝轮毂制造方法。

背景技术

铝合金轮毂是钢质轮毂的换代产品，它具有质量轻、导热快、美观华贵、节能安全等优点，目前国内外已广泛应用于轿车及其它轻型客车上。随着我国汽车工业的快速发展以及国外配件需求量的增加，大型货车及客车亦已采用铝轮毂，市场容量十分可观。铝轮毂通常采用铸造或压铸成型的方法来生产，常规的铸造成形方法，无论是差压铸造、低压铸造还是重力铸造，都因其合金液充填压型的高速湍流运动，使模具型腔内的气体无法排尽，而导致产品毛坯组织结构不致密，容易产生疏松，夹孔等铸造缺陷，其制造成本高，能源及原材料消耗较大，产品的力学性能及铸件的表面质量也不能尽如人意。

对于26英寸以上的大型客车轮毂，必须以非铸造方式生产。通常情况下，同一种规格的锻造铝合金轮毂的力学性能比铸造轮毂高20％，而且质量可比后者轻18％。一种大型客车轮毂制造方法，采用半固态锻造工艺，将坯料在半固态下也就是在含有30％～50％液体状态下在锻压机上一次快速成形。此制造方法的关键是必须制取细小均匀的球形晶粒坯料，将制成的坯料，采用自动控制加热到半固态，由锻压机一次压制成型。此制造方法，使铝合金在高压下结晶，并在结晶过程中产生一定量的变形，消除了缩孔、疏松、气孔等缺陷，产品既具有接近锻件的优良机械性能，又有精铸件一次精密成型的高效率、高精度，且投资大大低于常规的铸造成型方法。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种大型客车铝轮毂制造方法，克服传统的毛坯成形技术，使之由粗糙成形变为优质、高效、高精度、轻量化、低成本、无公害的成形。提高轮毂力学性能，并制造出接近零件形状的工件毛坯，较传统成形技术减少了后工序的切削量，减少了材料、能源的消耗。

本发明是通过以下方式实现的：一种大型客车轮毂制造方法，其工艺步骤如下：

(1)坯料制备：将A356合金在燃气炉中进行熔炼，并进行精炼、变质、除气处理，熔炼温度为730～750℃，精炼温度为750～760℃.采用CCl₁精炼，精炼5～8min，静置10～15min，变质细化在中间包进行，其温度不低于720℃，加入变质细化剂后，通氮精炼除气15～20min。然后采用强烈电磁搅抖连续铸造法，将铝液倒入预热到310℃的模具中铸造出略大于成品重量的铝合金毛坯锭；

(2)坯料预热：用机械手将坯料转移到预热至390℃的锻压模具中，在模具中采用电阻丝加热方法加热至590℃--605℃，保温0.5小时使其呈30％-50％液体状态；

(3)锻压成形：由于工件平面尺寸较大，散热较快，要在尽可能短的时间内锻压成型，锻压时使上凸模以5m/s的速度尽快下行，当上模下行快接近设定位置时，减缓下行速度，因速度太快会使金属液向外喷溅，造成冲压不足。加压压力要大于100MPa，因轮缘有一定高度，压力太低，会在轮缘与轮辐的连接部分压力不足，机械性能较差。保压时间约10s，冷却时间控制在15～20s，保压冷却时间太长，工件温度过低，会使脱模力大幅度增加，脱模困难甚至造成工件收缩破裂；

(4)热处理：将通过液态模锻成型的轮毂进行热处理，首先，加热至515±5℃保温6h淬火，然后175±5℃保温6h回火；

(5)数控加工：采用“干切”方法，使胎唇、螺丝孔、轮毂表面及细部加工一次成型；

(6)对加工过的轮毂进行表面处理：抛光、喷涂、电镀等，然后包装入库。

采用上述制造方法生产的大型客车铝轮毂具有以下优点：首先，因半固态坯料中有固态存在，加工温度比铸造时低得多，工件在模内收缩小，不会形成气孔与显微疏松，轮毂组织结构致密，力学性能高；其次，工件尺寸接近于成品尺寸，加工余量小，材料利用率极高，锻造成品率在99％以上；再次，锻造温度较低，工件留模时间短，模具寿命较长，工艺周期短，生产率较高。

具体实施方式

以26英寸客车轮毂为例，其制造步骤如下：

(2)坯料制备：将A356合金在燃气炉中进行熔炼，并进行精炼、变质、除气处理，熔炼温度为750℃，精炼温度为760℃.采用CCl₄精炼，精炼8min，静置10min，变质细化在中间包进行，其温度控制在730℃，加入变质细化剂后，通氮精炼除气15min。然后将铝液倒入预热到310℃的模具中铸造出略大于成品重量的铝合金毛坯锭；

(2)坯料预热：用机械手将坯料转移到预热至390℃的锻压模具中，在模具中采用电阻丝加热方法加热至605℃，保温0.5小时使其呈半液体状态；