[发明专利]大型铝合金轮毂锻造工艺

说明书

技术领域

本发明属于汽车轮毂加工技术领域，特别是涉及一种大型铝合金轮毂锻造工艺。

背景技术

轮毂作为汽车最重要的运动部件之一，对其性能、重量及使用寿命均有很高的要求。近年来，由于铝合金轮毂以其质量轻、散热快、减震性能好、寿命长平衡好等优势，在汽车工业中脱颖而出，并普遍为各种新车型所采用。目前，国内外制造铝合金轮毂的方法主要分为两大类：一类是锻造法，其中，国外最先进的工艺是由连铸工序和三个锻造工序组成，该法虽然质量好，但成品率只有50%左右，价格昂贵。另一类是铸造法，分重力铸造和低压铸造。重力铸造法产品中缩孔、疏松、气孔等缺陷严重，机械强度低，成品率低，国外已经淘汰。传统的压制模具大多采用整体结构，当整体结构模具在压制损坏后，则需要整体更换上、下模具，因此费工费时费料，加大铝合金轮毂生产成本，造成资源极大的浪费；此外，上述压制模具存在加工精度和自动化水平低的缺陷，故不适用于全自动化铝合金轮毂生产线。由于铝轮毂是一种材料密集型、劳动力密集型的低附加值产品，再加上铝铸造是一个有污染、耗能高、工人劳动条件差的行业。因此传统的铝合金轮毂制造方法及配套使用的压制模具急待改进。

基于铝合金的特点：与钢合金相比，相同体积形状下，整体重量减轻，物理性能提升。尤其在汽车，飞机，桥梁，机械机床中等多种领域发展迅速。铝合金轮毂在汽车发展过程中是革命性的进步，降低后的整车重量不仅可大幅度降低能耗，达到节能减排的效果，还可实现降低轮毂对轮胎的损耗，提高轮胎的使用寿命。但是，铝合金压制的温度范围比较窄，毛坯料在一定温度下加热之后，放入预热的模具中进行初、精度锻造，锻压机在低速挤压过程中，补偿工件损失的热量，令工件在极为稳定的温度区间内完成锻压工艺，工件从锻压开始到结束以至整个保压过程中，内部的拉伸、延展和变形相同，以此实现良好的锻压效果。上述等温锻造过程中，保持锻造温度稳定是保证产品质量的关键，传统锻造液压机的温度保持不够稳定，压制速度相对较快，温度转换的速度不如被锻压工件将温度传递给模具之后散失的速度快，所以工件的模锻效果不佳，成品率低。

对于采用传统工艺铸造的轮毂，需要将铝合金棒料加热到溶化易流动的状态，并需要较大功率的加热炉，且加热时间较长，加热完成后所需移动浇注的运行成本较高。冷却开模后，铸造缺陷体现在无法预见和因特殊情况导致的内部沙眼气孔，进而导致轮毂成品率较低，并且铸造成型后几乎所有的表面均需加工。

铝合金轮毂以其美观、安全、稳定、舒适、节能的优异性能普遍为各种新车型所采用，锻造是制造铝合金轮毂的最先进的方法，经锻造的铝合金轮毂强度是一般铝轮毂的3倍，而且重量比铸造的铝合金轮毂轻20%。但是有些造型美观且结构相对复杂的铝合金轮毂，往往不可能一次锻压成型，因而需要进行二次加工，即将压制后的飞边等需经过简单的加工与打磨，上述方式不仅浪费人力、物力和财力，而且加工时间长，故需要与其配套使用的整形切边液压机。目前，传统的切边液压机切边后的飞边废料均是通过人工取出，很多情况下，由于人工操作很容易发生安全事故，进而给生产安全带来很大隐患。

铝合金轮毂在预锻压制和终锻压制完成后均需要对模具的上下模腔进行喷雾润滑处理，大部分铝合金轮毂液压机的喷雾润滑均采用水基石墨。由于该物质极易产生烟雾和有毒有害的气体，对人体产生毒害作用，操作工人在操作时均需要戴着防护口罩，但是由于周围环境长期受到释放污染，因此防护口罩只是简单的防护，而无法达到真正意义上的对工人身体健康保护，很多情况下，这种环境污染对操作人员的身体健康造成了极大的危害。

综上所述，采用传统的铸造或锻压设备已无法满足高生产效率和降低运营成本的需求，故需要铝合金轮毂的自动化生产制造工艺。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种大型铝合金轮毂锻造工艺。

本发明的目的是提供一种可大幅度提高轮毂成品件的机械性能与物理性能以及轮毂锻造效果和成品率，实现结构复杂的铝合金轮毂一次压制成型，进一步简化铝合金轮毂的压制工艺，大大节省后期二次加工整形的费用、时间与人力，提高设备在生产制造中的安全性与工作效率。本锻造工艺的预锻压制、终锻压制及扩孔切边压机均为全程可视操作，可有效防止有害气雾对操作人员身体造成伤害。此外，工件送料和上料定位准确，便于操作，自动化程度高，故可满足铝合金轮毂的自动化生产制造工艺。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

大型铝合金轮毂锻造工艺，其特征在于：采用大型铝合金轮毂锻造生产线的加工工艺，包括如下步骤：