H型鋁合金輪轂的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種H型鋁合金輪轂的制造方法，包括以下步驟：第一步，將原料鋁合金熱軋板制成圓環(huán)狀坯料；第二步，將圓環(huán)狀坯料放入旋壓機(jī)中，沿坯料的厚度方向劈開，旋壓成H形坯料；第三步，將H形坯料放入旋壓機(jī)中，對輪輞部分進(jìn)行強(qiáng)力旋壓，形成空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯；第四步，熱處理；第五步，機(jī)加工及表面處理。本發(fā)明通過對鋁合金輪轂所用的原料進(jìn)行改進(jìn)，不采用鑄態(tài)的鋁合金棒料為原料，以達(dá)到簡化工藝的目的，實(shí)現(xiàn)在旋壓成形前無需經(jīng)過鐓粗、鍛造、沖孔預(yù)制成H形坯料的過程，大大簡化了工藝，以達(dá)到降低能耗，提高生產(chǎn)效率的目的。
【專利說明】H型鋁合金輪轂的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輪轂的制造方法，具體涉及一種H型鋁合金輪轂的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，汽車工業(yè)正朝著輕量、高速、安全、節(jié)能、舒適與環(huán)境污染輕的方向發(fā)展，因此鋁合金零部件在汽車中的用量日益增多。輪轂作為汽車行駛系統(tǒng)中的重要部件之一，也是一種要求較高的保安件，它不僅承載汽車的重量，同時也體現(xiàn)著汽車的外觀造型。在過去的十年中，全球鋁合金汽車輪轂產(chǎn)量的年平均增長率達(dá)7.6%。由此可見，隨著汽車輕量化的需求日益擴(kuò)大，鋁合金輪轂在現(xiàn)代汽車制造中正逐步取代傳統(tǒng)的鋼制輪轂而被廣泛地推廣應(yīng)用。
[0003]但是，現(xiàn)有的鋁合金卡車輪轂通常以鑄棒為原材料，經(jīng)鐓粗、鍛造、沖孔預(yù)制成H形還料，具有工藝復(fù)雜，能耗聞等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種H型鋁合金輪轂的制造方法，它可以解決現(xiàn)有技術(shù)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低和能耗高的問題，大大簡化工藝，實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率和降低能耗的效果。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明H型鋁合金輪轂的制造方法的技術(shù)解決方案為，包括以下步驟:
第一步，備料；
將原料鋁合金熱軋板制成圓環(huán)狀坯料；
所述鋁合金熱軋板采用鋁合金鑄錠經(jīng)過熱軋?zhí)幚碇瞥?；熱軋?zhí)幚淼姆椒?開軋溫度為440°C?500°C，終軋溫度為300°C?350°C。
[0006]所述鋁合金為5系鋁合金、6系鋁合金或7系鋁合金。所述5系鋁合金為5182、5083、5A05、5A06鋁合金；所述6系鋁合金為6061、6082、6013鋁合金；所述7系鋁合金為7A04、7B04、7075、7050、7055、7033 鋁合金。
[0007]所述招合金熱軋板的厚度為30mm?80mm。
[0008]第二步，劈開旋壓；
將圓環(huán)狀坯料放入旋壓機(jī)中，沿坯料的厚度方向劈開，旋壓成H形坯料；
所述劈開旋壓的溫度不高于400°C。
[0009]第三步，強(qiáng)力旋壓；
將H形坯料放入旋壓機(jī)中，對輪輞部分進(jìn)行強(qiáng)力旋壓，形成空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯；所述強(qiáng)力旋壓的溫度不高于400°C。
[0010]第四步，熱處理；
對空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯進(jìn)行穩(wěn)定化處理或固溶時效熱處理；
當(dāng)原料為5系鋁合金時采用穩(wěn)定化處理；當(dāng)原料為6系鋁合金或7系鋁合金采用固溶時效熱處理。所述穩(wěn)定化處理的方法為:將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在100°C?250°C的連續(xù)退火爐中保溫0.5?6h ;所述固溶時效熱處理的方法為:將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在固溶爐中加熱至440°C?580°C，保溫Ih?4h后進(jìn)行淬火處理；然后放入時效爐加熱到120°C?220°C，保溫 2 ?8h。
[0011]第五步，機(jī)加工及表面處理；
將熱處理好的毛坯進(jìn)行機(jī)加工及表面處理，得到鋁合金輪轂成品。
[0012]本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是:
本發(fā)明采用鋁合金熱軋厚板為原材料，選用的鋁合金熱軋厚板是由鑄錠經(jīng)熱軋而成。鑄錠經(jīng)熱軋后，晶粒被細(xì)化延伸，使晶向趨于一致，縮孔和疏松被壓實(shí)。由于熱軋是在再結(jié)晶溫度以上的加工，在金屬發(fā)生塑性變形的同時，會發(fā)生恢復(fù)、再結(jié)晶等退火作用。通過熱軋能將鑄造狀態(tài)的粗大晶粒破碎，顯微裂紋愈合，減少或消除鑄造缺陷，將鑄態(tài)組織轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅艿睦w維狀變形組織，從而達(dá)到了改善合金組織結(jié)構(gòu)的效果。更重要的是，通過改進(jìn)采用熱軋鋁合金厚板為原料，加工過程中無需鐓粗、鍛造、沖孔預(yù)制成H形坯料步驟，得到的產(chǎn)品性能至少能夠達(dá)到原有產(chǎn)品的相當(dāng)性能，簡化工藝的同時，仍然能夠保證產(chǎn)品的性能甚至更高。
[0013]與現(xiàn)有采用鑄棒制備鋁輪轂技術(shù)相比，本發(fā)明通過對鋁合金輪轂所用的原料進(jìn)行改進(jìn)，不采用鑄態(tài)的鋁合金棒料為原料，以達(dá)到簡化工藝的目的，實(shí)現(xiàn)在旋壓成形前無需經(jīng)過鐓粗、鍛造、沖孔預(yù)制成H形坯料的過程，大大簡化了工藝，以達(dá)到降低能耗，提高生產(chǎn)效率的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
圖la、圖1b是本發(fā)明H型鋁合金輪轂的制造方法所制備的圓環(huán)狀坯料的示意圖；其中圖1b是圖1a的剖面圖；
圖2a、圖2b是本發(fā)明所制備的H形坯料的示意圖；其中圖2b是圖2a的剖面圖；
圖3a、圖3b是本發(fā)明所制備的空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯的示意圖；其中圖3b是圖3a的剖面圖；
圖4為采用旋壓機(jī)對圓環(huán)狀坯料進(jìn)行劈開旋壓之前的示意圖；
圖5、圖6為采用旋壓機(jī)將圓片狀坯料進(jìn)行劈開旋壓的過程示意圖；
圖7為采用旋壓機(jī)對H形坯料進(jìn)行強(qiáng)力旋壓之前的示意圖；
圖8為采用旋壓機(jī)將H形坯料強(qiáng)力旋壓成空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明H型鋁合金輪轂的制造方法，包括以下步驟:
第一步，備料；
根據(jù)輪轂的大小計算所需坯料的體積，將原料鋁合金熱軋板沖裁成如圖la、圖1b所示的圓環(huán)狀坯料；
鋁合金熱軋板采用鋁合金鑄錠經(jīng)過熱軋?zhí)幚碇瞥?；熱軋?zhí)幚淼姆椒?開軋溫度為440°C?500°C，終軋溫度為 300°C?350°C。[0016]本發(fā)明通過在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行熱軋?zhí)幚恚軌蚋纳坪辖鸬慕M織結(jié)構(gòu)，提高合金的性能。
[0017]招合金可以為5系招合金、6系招合金或7系招合金；
5系鋁合金可以為5182、5083、5A05、5A06鋁合金；
6系鋁合金可以為6061、6082、6013等鋁合金；
7系鋁合金可以為7A04、7B04、7075、7050、7055、7033等鋁合金；
6系鋁合金和7系鋁合金為可熱處理強(qiáng)化鋁合金，經(jīng)熱處理后其強(qiáng)度可大幅提高，能夠用于制備高強(qiáng)輕質(zhì)鋁合金輪轂。
[0018]鋁合金熱軋板的厚度，根據(jù)輪轂厚度的要求，為30mm?80mm ；
第二步，劈開旋壓；
將圓環(huán)狀坯料放入旋壓機(jī)中，如圖4所示，沿坯料的厚度方向劈開，如圖5至圖6所示，旋壓成如圖2a、圖2b所示的11形還料；
旋壓可以為熱旋、溫旋或冷旋；作為優(yōu)選，旋壓采用熱旋，溫度不高于400°C ；
第三步，強(qiáng)力旋壓；
將H形坯料放入強(qiáng)力旋壓機(jī)中，如圖7所示，對輪輞部分進(jìn)行強(qiáng)力旋壓，如圖8所示，形成如圖3a、圖3b所示的空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯；
旋壓可以為熱旋、溫旋或冷旋；作為優(yōu)選，旋壓的溫度不高于400°C ；
第四步，熱處理；
對空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯進(jìn)行穩(wěn)定化處理或固溶時效熱處理；
5系鋁合金采用穩(wěn)定化處理；6系鋁合金和7系鋁合金采用固溶時效熱處理；
穩(wěn)定化處理的方法為:將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在100°c?250°C的連續(xù)退火爐中保溫0.5 ?6h ;
固溶時效熱處理的方法為:將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在固溶爐中加熱至440°C?580°C，保溫Ih?4h后進(jìn)行淬火處理；然后放入時效爐加熱到120°C?220°C，保溫2?8h ;第五步，機(jī)加工及表面處理；
將熱處理好的毛坯進(jìn)行機(jī)加工及表面處理，得到鋁合金輪轂成品；
機(jī)加工及表面處理包括去邊、打磨、拋光和涂裝等處理。
[0019]實(shí)施例1
以一個22.5英寸的汽車鋁合金輪轂為例:
根據(jù)輪轂的大小計算所需坯料的體積，將厚度為40mm的6061鋁合金熱軋厚板沖裁成尺寸為外徑950mm、內(nèi)徑270mm的圓環(huán)狀坯料；將圓環(huán)狀坯料預(yù)熱到350°C ;在旋壓機(jī)上沿厚度方向劈開旋壓成H形坯料；然后再將H形坯料保溫至380°C，在旋壓機(jī)上強(qiáng)力旋壓成空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯；再將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在固溶爐中加熱至520°C，保溫2.5h后進(jìn)行淬火處理，淬火后將輪轂毛坯放入時效爐中加熱至175°C，保溫8h ;熱處理后對輪轂進(jìn)行機(jī)加工及后續(xù)表面處理，得到汽車鋁合金輪轂成品。
[0020]實(shí)施例2
以一個22.5英寸的汽車鋁合金輪轂為例:
將厚度為40mm的5A06鋁合金熱軋板沖裁成尺寸為外徑950mm、內(nèi)徑270mm的圓環(huán)狀坯料；將圓環(huán)狀坯料預(yù)熱到350°C ;在旋壓機(jī)上沿厚度方向劈開旋壓成H形坯料；然后再將H形坯料保溫至380°C，在旋壓機(jī)上強(qiáng)力旋壓成空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯；再將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在200°C的連續(xù)退火爐中保溫2h，進(jìn)行穩(wěn)定化處理；最后對輪轂毛坯進(jìn)行機(jī)加工及后續(xù)表面處理，得到汽車鋁合金輪轂成品。
[0021]比較例I
以一個22.5英寸的汽車鋁合金輪轂為例:
根據(jù)輪轂的大小計算所需坯料的體積，將Φ 250mm的鑄態(tài)的6061鋁合金棒料切割成圓柱狀坯料；清洗坯料，除去油污，用35分鐘時間將坯料加熱到460°C，保溫70分鐘，在鍛壓機(jī)下鍛打鐓粗到Φ350πιπι，得到圓餅狀坯料；將上述得到的圓餅狀坯料再次放入到加熱爐中加熱至480°C進(jìn)行預(yù)熱處理35分鐘；在鍛壓成形前，用20分鐘時間將模具預(yù)熱至420°C;然后，將上模與下模分離，在模具的工作面上噴灑潤滑劑，將經(jīng)過高溫預(yù)熱的圓餅狀坯料坯件放入模具中，用鍛壓機(jī)進(jìn)行擠壓，制成H形鍛壓毛坯；將!1形鍛壓毛坯進(jìn)行沖孔；將沖孔后的鍛壓毛坯料加熱至350°C，在旋壓機(jī)上將鍛造毛坯旋壓成空心旋轉(zhuǎn)體輪轂坯料；再將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂坯料在固溶爐中加熱至520°C，保溫2.5h后進(jìn)行淬火處理，淬火后將輪轂坯料放入時效爐中加熱至175°C，保溫8h ;熱處理后對輪轂坯料進(jìn)行機(jī)加工及后續(xù)表面處理，得到汽車鋁合金輪轂成品。
[0022]本發(fā)明所得到的輪轂主要應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，當(dāng)然本發(fā)明的輪轂并不僅限于汽車領(lǐng)域的輪轂，作為相關(guān)領(lǐng)域的輪轂均可。
[0023]本發(fā)明中所描述的具體實(shí)施例僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種H型鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，備料； 將原料鋁合金熱軋板制成圓環(huán)狀坯料； 第二步，劈開旋壓； 將圓環(huán)狀坯料放入旋壓機(jī)中，沿坯料的厚度方向劈開，旋壓成H形坯料； 第三步，強(qiáng)力旋壓； 將H形坯料放入旋壓機(jī)中，對輪輞部分進(jìn)行強(qiáng)力旋壓，形成空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯； 第四步，熱處理； 對空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯進(jìn)行穩(wěn)定化處理或固溶時效熱處理； 第五步，機(jī)加工及表面處理； 將熱處理好的毛坯進(jìn)行機(jī)加工及表面處理，得到鋁合金輪轂成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H型鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述第一步中的鋁合金熱軋板采用鋁合金鑄錠經(jīng)過熱軋?zhí)幚碇瞥?；熱軋?zhí)幚淼姆椒?開軋溫度為440°C?500°C，終軋溫度為300°C?350°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H型鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述第一步中的鋁合金為5系招合金、6系招合金或7系招合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的H型鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述5系鋁合金為5182、5083、5A05、5A06鋁合金；所述6系鋁合金為6061、6082、6013鋁合金；所述7系鋁合金為 7A04、7B04、7075、7050、7055、7033 鋁合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H型鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述第一步中的鋁合金熱軋板的厚度為30mm?80mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的H型鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述第二步中的旋壓的溫度不高于400°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H型鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述第三步中的強(qiáng)力旋壓的溫度不高于400°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H型鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述第四步中的熱處理方法為，當(dāng)原料為5系鋁合金時采用穩(wěn)定化處理；當(dāng)原料為6系鋁合金或7系鋁合金采用固溶時效熱處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求9所述的H型鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于，所述穩(wěn)定化處理的方法為:將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在100°C?250°C的連續(xù)退火爐中保溫0.5?6小時；所述固溶時效熱處理的方法為:將空心旋轉(zhuǎn)體輪轂毛坯在固溶爐中加熱至440°C?580°C，保溫Ih?4h后進(jìn)行淬火處理；然后放入時效爐加熱到120°C?220°C，保溫2?8h。
【文檔編號】B23P15/00GK103990946SQ201410262247
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】李書通, 王新春, 朱其柱, 丁榮輝, 濮近發(fā), 茅海波, 林梟雄 申請人:浙江巨科實(shí)業(yè)有限公司