[发明专利]一种轻质高屈服强度的铝合金轮毂及其锻造工艺

说明书

本发明提供一种轻质高屈服强度的铝合金轮毂及其锻造工艺，涉及铝合金轮毂领域。该轻质高屈服强度的铝合金轮毂的锻造工艺，包括将原料加入熔炼炉中进行熔化，通入惰性气体，倒入模具浇铸成第一铝棒，预加热，预锻，成型锻，终锻，去毛边，热处理，得到所述轮辐，将所述轮辋和所述轮辐通过搅拌摩擦焊焊接即可，得到轻质高屈服强度的铝合金轮毂。通过使铝棒中组织细化，增加铝合金的塑性和韧性，避免杂质、气泡等缺陷，间隙更细、密度更高，材质分子之间相互作用力更强，韧性高，制备的铝合金轮毂质量更轻，提高铝合金轮毂的机械强度、加工性能和耐腐蚀性能以及屈服强度。

技术领域

本发明涉及铝合金轮毂领域，具体为一种轻质高屈服强度的铝合金轮毂及其锻造工艺。

背景技术

轮毂，又称轮圈，英文名：WHEEL；是汽车的重要行驶部件；如果说得形象一点，轮胎是鞋，轮毂是脚。轮毂是按汽车零部件中最高安全等级要求的安全件归类的。汽车行驶过程会产生横向和纵向载荷，同时伴随驱动力矩制动力矩等，轮毂需要承受相当一部分载荷。现在的汽车都跑得很快，所以对轮毂的要求也会很高。锻造铝合金车轮在使用过程中有很大的优势，其中包括：质轻，节能效果明显：轻合金轮毂较钢质轮毂质量可明显减轻，这有利于改善车体加速性、制动性和操作性，并且有利于提高燃耗效率；散热快，整车安全高：铝、镁合金的热传导系数要明显高于钢，散热效果更好，从而增强了汽车的制动效能，有效地保障了汽车的安全行驶；高减振特性，舒适性更强；美观：用铸造法生产的轻合金轮毂，可以制出任意空间曲面和形状，以吻合不同车型，迎合不同用户的需要，并且不易藏污纳垢，易清理。直锻工艺是在专用设备上采用专用模具，在闭式模腔内进行挤压、直接成型轮毂锻件内轮缘和外轮缘的锻造工艺过程。直锻铝合金轮毂有着重量轻强度高的优势。轻量化作为一项重要的优化指标，对新能源汽车提高综合续航能力起着重要作用。新能源汽车由于具有能源来源广泛及排放低等优点而成为各国汽车行业研发及投资的重点。2016年10月26日，中国汽车工程学会编制的《节能与新能源汽车技术路线图》正式发布，明确了新能源汽车作为未来汽车行业发展方向的必要和必然性，更是确定了汽车轻量化作为七大领域之一，为新能源汽车产业提供关键技术支撑的重要地位。铝合金轮毂重量轻，仅为钢的1/3，易于锻挤压成型，具有良好的耐腐蚀性、良好的强度和韧性。直锻铝合金车轮凭借自身优势，将作为汽车轻量化发展目标。

传统铝合金轮毂制造工艺是先由压铸机压铸一个铝合金轮毂毛坯，它需要把铝材熔化进行压铸一个毛坯，然后用压机扩口轮辋，再用旋压机旋出轮缘，这种工艺生产的铝合金轮毂屈服强度不够，导致使用寿命较低，使用成本较高，无法满足日益增长的汽车消费需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种轻质高屈服强度的铝合金轮毂及其锻造工艺，解决了铝合金轮毂屈服强度不够，使用寿命较低，使用成本较高的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种轻质高屈服强度的铝合金轮毂，包括轮辐和轮辋，所述轮辐包括以下质量百分比的原料：Mg、4.0～4.8％，Mn、1.50～1.75％，Cr、1.15～0.10％，Be、0.01～0.1％，Ti、0.01～0.18％，Si、3.1～4.3％，Fe、0.1～0.42％，富铈稀土、0.1～0.3％，Zn：0.1～0.3％，Ti：0.1～0.2％，B：0.1～0.2％，Pb：0.1～0.2％，余量为Al及不可避免的杂质；

所述轮辋包括以下质量百分比的原料：Mg、2.6～3.5％，Mn、0.50～0.75％，Cr、0.15～0.70％，Be、0.01～0.05％，Ti、0.01～0.05％，Si、1.1～2.3％，Fe、0.01～0.22％，富铈稀土、0.01～0.1％，Zn：0.01～0.1％，Ti：0.01～0.1％，B：0.01～0.1％，Pb：0.01～0.02％，余量为Al及不可避免的杂质。优化组分，结构新颖、配方优化、性能稳定、安全可靠，轻质且抗屈服，高强度。

优选的，所述富铈稀土的质量百分比为：Ce、70～75％，La、8～10％，Nd、8～12％，Si、1～3％，Pr、1～3％，Fe、0.1～0.2％，S、少于0.2％，余量为灰份。