一種泄氣保用支撐體的制備方法
【專利摘要】一種泄氣保用支撐體的制備方法，其特征在于：以鋁合金作為原材料，采用砂型鑄造、金屬型鑄造、低壓鑄造或差壓鑄造方法一次成型；再對毛坯進行精加工后進行分割，采用數(shù)控加工的方法對各分體進行鎖環(huán)孔、鎖塊孔、螺栓孔特定位置的加工；再采用鋼或其它強度高的金屬材料配套加工鎖環(huán)、鎖塊，最后將加工好的分體通過鎖環(huán)、鎖塊、螺栓進行連接裝配到與其對用的輪輞上即可。本發(fā)明采用鋁合金作為原料，化學穩(wěn)定性好，制備時無需采用特殊的防護措施，工藝簡單，成本低廉；同時鋁合金的工藝適用性較強，可以采用一些低成本的制備技術進行制造，有效地降低成本且成品率高，制得的支撐體力學性能較高，在輪胎泄氣狀態(tài)下能夠保證車輛安全、平穩(wěn)行駛。
【專利說明】一種泄氣保用支撐體的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬產(chǎn)品的制備【技術領域】，具體是一種泄氣保用內(nèi)支撐體的制備方法。
【背景技術】
[0002]輪胎的泄氣保用技術是近年來國外一些輪胎公司開發(fā)出的一種新技術，在汽車上使用泄氣保用輪胎可以有效地減少因輪胎爆胎而發(fā)生的交通事故，因而泄氣保用輪胎正在逐步成為世界許多高級轎車、跑車、軍用車輛、消防車、運鈔車和警用車等特種車輛的標準配置。泄氣保用輪胎內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)形式較多，其中剛性內(nèi)支撐技術由于結(jié)構(gòu)較簡單、適用范圍廣、承重能力強、安全舒適等特性是制造泄氣保用輪胎的主要技術手段之一。
[0003]近年來已提出了一些剛性支撐結(jié)構(gòu)的非金屬材料泄氣保用支撐體，被公開在專利號為 200810134123.9,200410078083.2,200410103614.9 和 200510055537.9 等中國專利中。以上專利所公開的支撐體所采用的材料均為非金屬材料，如橡膠和工程塑料等，此類材料由于剛度較低，耐熱導熱性差，易老化失效等缺點不僅降低使用壽命，而且嚴重影響車輛的安全性和舒適性。日本株式會社普利司通已經(jīng)對鋁合金泄氣保用支撐體技術在日本、歐洲和中國分別申請了專利，專利號分別為:JP2005153605、EP1561606、CN1681672，該公司采用鋁合金外殼材質(zhì)形成支撐體，制備外殼時鋁管和增強環(huán)被安裝在金屬模型中，線圈插入鋁管和增強環(huán)中，線圈電流產(chǎn)生的電磁力是鋁管和增強環(huán)沿著成形面發(fā)生塑性變形。
[0004]發(fā)明人之前申報了專利號為ZL200910154767.9的《一種泄氣保用輪胎用的內(nèi)支撐體》的發(fā)明專利，其特征在于:該內(nèi)支撐體以鎂合金為原材料采用雙塊式分體結(jié)構(gòu)，上述分體包括主體和接頭,主體軸截面為工字型,上述分體間接頭通過連接件的自鎖機構(gòu)進行連接。這種支撐體雖然剛度高，熱穩(wěn)定性好，但是采用鎂合金作為原料成本較高，而且鎂合金的化學穩(wěn)定性不夠，在熔煉、澆注等生產(chǎn)過程中需要采取防護措施，比較麻煩，制備成本也較高。因此在前期研制生產(chǎn)的基礎上，采用鋁合金材料代替鎂合金，并在制備工藝上進行改進，開發(fā)出一種低成本、高強韌性能的泄氣保用支撐體，以達到簡化生產(chǎn)工藝流程、降低成本、提高效率的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種力學性能較高、工藝方法簡單、制造成本低廉、生產(chǎn)成品率高的泄氣保用支撐體的制備方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種泄氣保用支撐體的制備方法，該內(nèi)支撐體采用雙塊式分體結(jié)構(gòu)，分體包括主體和接頭，上述分體間接頭通過連接件的自鎖機構(gòu)進行連接，其特征在于包括以下步驟為:
[0007]I)毛坯的制備:以鋁合金作為原材料，采用砂型鑄造、金屬型鑄造、低壓鑄造或差壓鑄造方法一次成型；
[0008]2)對毛坯的內(nèi)徑、外徑、側(cè)面位置進行精加工，并一次性加工到位；[0009]3)對精加工后的支撐體采用線切割手段對其進行分割，再采用數(shù)控加工的方法對各分體進行鎖塊孔、螺栓孔特定位置的加工；
[0010]4)采用鋼質(zhì)材料如A3鋼或45鋼等配套加工鎖環(huán)和鎖塊；
[0011]5)將加工好的鋁合金分體通過鎖環(huán)、鎖塊、螺栓進行連接并裝配到與其對用的輪輞上即可。
[0012]作為改進，所述砂型鑄造的具體過程為:
[0013]A、按照鋁合金成分進行配料，將配好的鋁錠和中間合金在坩堝熔煉爐中加熱熔化，待全部熔化好后對熔體進行除氣、精煉、除渣處理，最后將熔體溫度調(diào)整到680°C?720°C的范圍內(nèi)以備澆注使用；
[0014]B、用澆包定量稱取熔煉好的鋁合金液，沿著直澆道以固定的流速注入到已經(jīng)造好型的砂模型腔中，通過冒口對鑄件進行補縮，待鑄件全部冷卻成型后砸碎砂型取出鑄件清理表面，并對其進行T6熱處理。
[0015]作為改進，所述金屬型鑄造的制備過程為:
[0016]A、按照鋁合金成分進行配料，將配好的鋁錠和中間合金在坩堝熔煉爐中加熱熔化，待全部熔化好后對熔體進行除氣、精煉、除渣處理，最后將熔體溫度調(diào)整到680°C?720°C的范圍內(nèi)以備澆注使用；
[0017]B、用澆包定量稱取熔煉好的鋁合金液，沿著澆道以固定的流速注入到金屬模具型腔中，通過冒口對鑄件進行補縮，待鑄件全部冷卻成型后打開金屬模取出鑄件清理表面，并對其進行T6熱處理。
[0018]作為改進，所述低壓鑄造的制備過程為:
[0019]A、按照鋁合金成分進行配料，將配好的鋁錠和中間合金在低壓鑄造機配套的熔煉爐中加熱熔化，待全部熔化好后對熔體進行除氣、精煉、除渣處理，最后將熔體溫度調(diào)整到680°C?720°C的范圍內(nèi)以備鑄造使用；
[0020]B、將泄氣保用支撐體低壓鑄造模具安裝在壓鑄機上，在熔煉爐中的熔體液面上施加0.4?0.6MPa的壓力，使金屬熔液沿升液管以一定速度平穩(wěn)的注入到金屬模具型腔中，在金屬液充滿模具型腔后保壓120?200s，以實現(xiàn)對鑄件的補縮，待鑄件全部冷卻成型后撤掉熔體表面氣壓，打開模具取出鑄件清理表面，并對其進行T6熱處理。
[0021]作為改進，所述差壓鑄造的制備過程為:
[0022]A、按照鋁合金成分進行配料，將配好的鋁錠和中間合金在差壓鑄造機配套的熔煉爐中加熱熔化，待全部熔化好后對熔體進行除氣、精煉、除渣處理，最后將熔體溫度調(diào)整到680°C?720°C的范圍內(nèi)以備鑄造使用；
[0023]B、將泄氣保用支撐體差壓鑄造模具安裝在壓鑄機上，在熔煉爐中的熔體液面上施加0.5?0.8MPa的壓力，使金屬熔液沿升液管以一定速度注入到金屬模具型腔中，在此過程中在模具型腔中另外施加0.3?0.5MPa的壓力，在金屬液充滿模具型腔后保壓120?200s，以實現(xiàn)對鑄件的補縮，待鑄件全部冷卻成型后撤掉熔體表面氣壓，打開模具取出鑄件清理表面,并對其進行T6熱處理。
[0024]作為優(yōu)選，所述鋁合金選用鋁硅系或鋁銅系鑄造鋁合金。
[0025]最后，所述主體的軸截面呈工字型，其徑向高度為正常充氣條件下輪胎胎腔截面高度的40%?80%。[0026]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明采用鋁合金作為原料，鋁合金較鎂合金的化學穩(wěn)定性好，在熔煉、澆注、加工等過程中無需采用特殊的防護措施，工藝簡單，成本低廉。同時由于鋁合金的工藝適用性較強，可以采用一些低成本的制備技術如砂型鑄造、金屬型鑄造、低壓鑄造或差壓鑄造等方法完成制造，因此在批量生產(chǎn)的情況下可以更加有效地降低成本。本發(fā)明制備工藝簡單、制造成本低廉、生產(chǎn)成品率高，制得的支撐體力學性能較高，在輪胎泄氣狀態(tài)下能夠保證車輛安全、平穩(wěn)行駛，適用于輕量化需求較低的警車、運鈔車和消防車等特種車輛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為泄氣保用支撐體前視圖；
[0028]圖2為泄氣保用支撐體后視圖；
[0029]圖3為泄氣保用支撐體接頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4為泄氣保用支撐體主體結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0031]圖5為鎖環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6為特制螺母的俯視圖；
[0033]圖7為特制螺母的剖視圖；
[0034]圖8為鎖塊的剖視圖；
[0035]圖9為鎖塊的俯視圖；
[0036]圖10為螺栓的俯視圖。
【具體實施方式】
[0037]以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0038]如圖1、2、3—種泄氣保用支撐體，該支撐體以鋁合金為原料，采用雙塊式分體結(jié)構(gòu)，分體包括主體I和接頭2，分體采用砂型鑄造、金屬型鑄造、低壓鑄造或差壓鑄造等方法進行一次性整體成型，將制備好的毛坯經(jīng)過粗車后采用線切割的方法進行分割，再結(jié)合機械加工和數(shù)控加工等方法對各分體進行精加工，以完成泄氣保用支撐體的主體I和接頭2的加工，主體I的軸截面呈工字型，如圖4，該工字型軸截面的縱梁3厚度為8mm，上橫梁4和下橫梁5壁厚均為5mm，徑向高度在不同輪胎中其高度為正常充氣條件下輪胎胎腔截面高度的40%~80%，以保證支撐體在胎壓正常情況下不影響車輛行駛，而一旦發(fā)生輪胎失壓后該支撐體可以起到輔助支撐作用以保證車輛繼續(xù)安全行駛。上述分體間接頭2通過連接件的自鎖機構(gòu)進行連接，支撐體的連接件，如圖5、6、7、8、9、10所示，連接件包括鎖塊7、螺栓
8、鎖環(huán)9和特制螺母10，均采用鋼質(zhì)材料制造加工，通過連接件的自鎖機制實現(xiàn)支撐體分體的裝配連接，接頭2上設有與鎖環(huán)9相對應的鎖環(huán)槽11，鎖環(huán)9上設有螺栓孔12和鎖塊孔13，對應的接頭2開有螺栓孔12a和鎖塊孔15，鎖塊7置入接頭2的鎖塊孔15內(nèi)，并與鎖環(huán)9上的鎖塊孔13配合，兩個分體之間通過兩個螺栓8分別穿過鎖塊7的螺栓孔和鎖環(huán)9上的螺栓孔12利用特制螺母10進行連接固定，特制螺母10嵌入在對應的接頭2的沉孔Ila 內(nèi)。
[0039]實施例一:
[0040]本實施例以鋁硅系的ZLlOl鋁合金材料為代表對泄氣保用支撐體的砂型鑄造方法進行說明。
[0041]1.按照ZLlOl的合金成分進行配料，將配好的鋁錠和中間合金在坩堝熔煉爐中加熱熔化，待全部熔化好后對熔體進行除氣、精煉、除渣等處理，最后將熔體溫度調(diào)整到680°C?710°C的范圍內(nèi)以備澆注使用。
[0042]2.用澆包定量稱取熔煉好的ZLlOl鋁合金液，沿著直澆道以固定的流速注入到已經(jīng)造好型的砂模型腔中，通過冒口對鑄件進行補縮，待鑄件全部冷卻成型后砸碎砂型取出鑄件清理表面,并對其進行T6熱處理。
[0043]3.對ZLlOl鋁合金泄氣保用支撐體毛坯的內(nèi)徑、外徑、側(cè)面等位置進行精加工，并一次性加工到位。
[0044]4.對精加工后的鋁合金泄氣保用支撐體采用線切割手段對其進行分割，再采用數(shù)控加工的方法對各分體進行鎖塊孔、螺栓孔等特定位置的加工。
[0045]5.采用鋼質(zhì)材料配套加工鎖環(huán)、鎖塊。
[0046]6.將加工好的鋁合金各分體通過鎖環(huán)、鎖塊、螺栓等進行連接并裝配到與其對用的輪輞上，即完成ZLlOl鋁合金泄氣保用支撐體的砂型鑄造法制備。
[0047]實施例二:
[0048]本實施例以鋁硅系的ZL104鋁合金材料為代表對泄氣保用支撐體的金屬型鑄造方法進行說明。
[0049]1.按照ZL104的合金成分進行配料，將配好的鋁錠和中間合金在坩堝熔煉爐中加熱熔化，待全部熔化好后對熔體進行除氣、精煉、除渣等處理，最后將熔體溫度調(diào)整到690°C?720°C的范圍內(nèi)以備澆注使用。
[0050]2.用澆包定量稱取熔煉好的ZL104鋁合金液，沿著澆道以固定的流速注入到金屬模具型腔中，通過冒口對鑄件進行補縮，待鑄件全部冷卻成型后打開金屬模取出鑄件清理表面，并對其進行T6熱處理。
[0051]3.對ZL104鋁合金泄氣保用支撐體毛坯的內(nèi)徑、外徑、側(cè)面等位置進行精加工，并一次性加工到位。
[0052]4.對精加工后的鋁合金泄氣保用支撐體采用線切割手段對其進行分割，再采用數(shù)控加工的方法對各分體進行鎖塊孔、螺栓孔等特定位置的加工。
[0053]5.采用鋼質(zhì)材料配套加工鎖環(huán)、鎖塊。
[0054]6.將加工好的鋁合金各分體通過鎖環(huán)、鎖塊、螺栓等進行連接并裝配到與其對用的輪輞上，即完成ZL104鋁合金泄氣保用支撐體的金屬型鑄造法制備。
[0055]實施例三:
[0056]本實施例以鋁銅系的ZL201鋁合金材料為代表對泄氣保用支撐體的低壓鑄造方法進行說明。
[0057]1.按照ZL201的合金成分進行配料，將配好的鋁錠和中間合金在低壓鑄造機配套的熔煉爐中加熱熔化，待全部熔化好后對熔體進行除氣、精煉、除渣等處理，最后將熔體溫度調(diào)整到680°C?720°C的范圍內(nèi)以備鑄造使用。
[0058]2.將泄氣保用支撐體低壓鑄造模具安裝在壓鑄機上，在熔煉爐中的熔體液面上施加0.4?0.6MPa的壓力，使金屬熔液沿升液管以一定速度平穩(wěn)的注入到金屬模具型腔中，在金屬液充滿模具型腔后保壓120?200s，以實現(xiàn)對鑄件的補縮，待鑄件全部冷卻成型后撤掉熔體表面氣壓，打開模具取出鑄件清理表面，并對其進行T6熱處理。
[0059]3.對ZL201鋁合金泄氣保用支撐體毛坯的內(nèi)徑、外徑、側(cè)面等位置進行精加工，并一次性加工到位。
[0060]4.對精加工后的鋁合金泄氣保用支撐體采用線切割手段對其進行分割，再采用數(shù)控加工的方法對各分體進行鎖塊孔、螺栓孔等特定位置的加工。
[0061]5.采用鋼質(zhì)材料配套加工鎖環(huán)、鎖塊。
[0062]6.將加工好的鋁合金各分體通過鎖環(huán)、鎖塊、螺栓等進行連接并裝配到與其對用的輪輞上，即完成ZL201鋁合金泄氣保用支撐體的低壓鑄造法制備。
[0063]實施例四:
[0064]本實施例以鋁銅系的ZL205鋁合金材料為代表對泄氣保用支撐體的差壓鑄造方法進行說明。
[0065]1.按照ZL205的合金成分進行配料，將配好的鋁錠和中間合金在差壓鑄造機配套的熔煉爐中加熱熔化，待全部熔化好后對熔體進行除氣、精煉、除渣等處理，最后將熔體溫度調(diào)整到680°C?720°C的范圍內(nèi)以備鑄造使用。
[0066]2.將泄氣保用支撐體差壓鑄造模具安裝在壓鑄機上，在熔煉爐中的熔體液面上施加0.5?0.8MPa的壓力，使金屬熔液沿升液管以一定速度注入到金屬模具型腔中，在此過程中在模具型腔中另外施加0.3?0.5MPa的壓力，以使金屬液注入模具型腔時更加平穩(wěn)。在金屬液充滿模具型腔后保壓120?200s，以實現(xiàn)對鑄件的補縮，待鑄件全部冷卻成型后撤掉熔體表面氣壓，打開模具取出鑄件清理表面，并對其進行T6熱處理。
[0067]3.對ZL205鋁合金泄氣保用支撐體毛坯的內(nèi)徑、外徑、側(cè)面等位置進行精加工，并一次性加工到位。
[0068]4.對精加工后的鋁合金泄氣保用支撐體采用線切割手段對其進行分割，再采用數(shù)控加工的方法對各分體進行鎖塊孔、螺栓孔等特定位置的加工。
[0069]5.采用鋼質(zhì)材料配套加工鎖環(huán)、鎖塊。
[0070]6.將加工好的鋁合金各分體通過鎖環(huán)、鎖塊、螺栓等進行連接并裝配到與其對用的輪輞上，即完成ZL205鋁合金泄氣保用支撐體的差壓鑄造法制備。
【權利要求】
1.一種泄氣保用支撐體的制備方法，該內(nèi)支撐體采用雙塊式分體結(jié)構(gòu)，分體包括主體和接頭，上述分體間接頭通過連接件的自鎖機構(gòu)進行連接，其特征在于包括以下步驟為: 1)毛坯的制備:以鋁合金作為原材料，采用砂型鑄造、金屬型鑄造、低壓鑄造或差壓鑄造方法一次成型； 2)對毛坯的內(nèi)徑、外徑、側(cè)面位置進行精加工,并一次性加工到位； 3)對精加工后的支撐體采用線切割手段對其進行分割，再采用數(shù)控加工的方法對各分體進行鎖塊孔、螺栓孔特定位置的加工； 4)采用鋼質(zhì)材料配套加工鎖環(huán)、鎖塊； 5)將加工好的鋁合金分體通過鎖環(huán)、鎖塊、螺栓進行連接并裝配到與其對用的輪輞上即可。
2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述砂型鑄造的具體過程為: A、按照鋁合金成分進行配料，將配好的鋁錠和中間合金在坩堝熔煉爐中加熱熔化，待全部熔化好后對熔體進行除氣、精煉、除渣處理，最后將熔體溫度調(diào)整到680°C~720°C的范圍內(nèi)以備澆注使用； B、用澆包定量稱取熔煉好的鋁合金液，沿著直澆道以固定的流速注入到已經(jīng)造好型的砂模型腔中，通過冒口對鑄件進行補縮，待鑄件全部冷卻成型后砸碎砂型取出鑄件清理表面，并對其進行T6熱處理。
3.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述金屬型鑄造的制備過程為:· A、按照鋁合金成分進行·配料，將配好的鋁錠和中間合金在坩堝熔煉爐中加熱熔化，待全部熔化好后對熔體進行除氣、精煉、除渣處理，最后將熔體溫度調(diào)整到680°C~720°C的范圍內(nèi)以備澆注使用； B、用澆包定量稱取熔煉好的鋁合金液，沿著澆道以固定的流速注入到金屬模具型腔中，通過冒口對鑄件進行補縮，待鑄件全部冷卻成型后打開金屬模取出鑄件清理表面，并對其進行T6熱處理。
4.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述低壓鑄造的制備過程為: A、按照鋁合金成分進行配料，將配好的鋁錠和中間合金在低壓鑄造機配套的熔煉爐中加熱熔化，待全部熔化好后對熔體進行除氣、精煉、除渣處理，最后將熔體溫度調(diào)整到680°C~720°C的范圍內(nèi)以備鑄造使用； B、將泄氣保用支撐體低壓鑄造模具安裝在壓鑄機上，在熔煉爐中的熔體液面上施加0.4~0.6MPa的壓力，使金屬熔液沿升液管以一定速度平穩(wěn)的注入到金屬模具型腔中，在金屬液充滿模具型腔后保壓120~200s，以實現(xiàn)對鑄件的補縮，待鑄件全部冷卻成型后撤掉熔體表面氣壓，打開模具取出鑄件清理表面，并對其進行T6熱處理。
5.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述差壓鑄造的制備過程為: A、按照鋁合金成分進行配料，將配好的鋁錠和中間合金在差壓鑄造機配套的熔煉爐中加熱熔化，待全部熔化好后對熔體進行除氣、精煉、除渣處理，最后將熔體溫度調(diào)整到680°C~720°C的范圍內(nèi)以備鑄造使用； B、將泄氣保用支撐體差壓鑄造模具安裝在壓鑄機上，在熔煉爐中的熔體液面上施加·0.5~0.8MPa的壓力，使金屬熔液沿升液管以一定速度注入到金屬模具型腔中，在此過程中在模具型腔中另外施加0.3~0.5MPa的壓力，在金屬液充滿模具型腔后保壓120~200s，以實現(xiàn)對鑄件的補縮，待鑄件全部冷卻成型后撤掉熔體表面氣壓，打開模具取出鑄件清理表面,并對其進行T6熱處理。
6.根據(jù)權利要求1至5任一權利要求所述的制備方法，其特征在于所述鋁合金選用鋁硅系或鋁銅系鑄造鋁合金。
7.根據(jù)權利要求1至5任一權利要求所述的制備方法，其特征在于所述主體的軸截面呈工字型，其徑向高度為正·常充氣條件下輪胎胎腔截面高度的40%~80%。
【文檔編號】B23P15/00GK103846621SQ201210525701
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月4日 優(yōu)先權日:2012年12月4日
【發(fā)明者】王進華, 楊波, 朱秀榮, 邢志媛, 呂娟, 龔朝輝, 王志鋒, 侯立群, 鄭順奇, 裴政 申請人:中國兵器科學研究院寧波分院