【正文】 八、 結(jié)束語 我國在 20 世紀(jì) 80 年代末期開始了鋁輪轂的試制 , 伴隨著中國汽車工業(yè)的快速發(fā)展 , 我國鋁輪轂行業(yè)出現(xiàn)強(qiáng)勁增長勢頭 , 經(jīng)過十幾年的艱苦努力 ,年生產(chǎn)能力已超過了 6500萬件 , 已成為了世界鋁輪轂生產(chǎn)大國。車輪生產(chǎn)商已開始著手安排 2 24英寸及以上車輪的生產(chǎn)線，以應(yīng)付市場的新需求。上海友發(fā)則是友發(fā)集團(tuán)成員，主攻售后市場，也在新加坡上市。內(nèi)資企業(yè)大規(guī)模的也是主攻 OEM市場，小的則主攻售后市場。中國現(xiàn)在已成為全世界的汽車鋁輪轂制造中心，中國的汽車鋁輪轂產(chǎn)量飛速增長， 2021年中國汽車鋁輪轂出口數(shù)量為 350萬只， 2021年度出口近1000 萬只， 2021年出口達(dá)到 3500萬只，八年時間增長到 10倍。隨著發(fā)展中國家轎車工業(yè)的加速發(fā)展以及汽車鋁化率不斷提高的趨勢，鋁輪轂國際市場前景 廣闊。 、鋁合金輪轂熱旋工藝 以“質(zhì)量接近鍛造輪轂 , 成本接近鑄造輪轂為目標(biāo)” , 日本在 20 世紀(jì) 90 年代末將旋壓工藝用于鑄造輪轂坯料的成形加工 ,開發(fā)了鋁合金輪轂鑄坯熱旋壓新工藝 (以下簡稱“鑄旋新工藝” ) . 如圖所示是采用鑄旋新工藝生產(chǎn)汽車輪轂的工藝流程 . 該工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于 : 采用低壓鑄造獲得形狀和性能合理且能滿足外觀需求的輪轂鑄坯 , 緊接著對此鑄坯的輪輞部分進(jìn)一步施加熱旋壓成形 . 該工藝將低壓鑄造、旋壓成形緊密結(jié)合于同一熱加工過程中 , 不僅綜合了低壓鑄造和旋壓成形各自的優(yōu)勢 , 而且可以獲得 1+ 1 2?的效果 . 事實(shí)證明 , 鑄旋新工藝大幅提高了車輪的整體強(qiáng)度和耐腐蝕性 , 而機(jī)械加工余量大幅減少 , 車輪使用壽命和安全性顯著提高 , 有利于車輛減重節(jié)油 , 車輪生產(chǎn)成本下降 . 鑄旋新工藝以其諸多強(qiáng)勁的優(yōu)勢逐漸成為鋁合金輪轂加工生產(chǎn)的一個重要發(fā)展方向 . 2021 年 , 燕山大學(xué)開發(fā) 了我國第一臺車輪熱旋旋壓機(jī)并成功地應(yīng)用于車輪生產(chǎn)線 。通過對 6061鋁合金旋壓變形性能的分析 , 論述了對稱式碟形輪轂在 PT30501CNC 雙輪臥式強(qiáng)力旋壓機(jī)上進(jìn)行旋制的工藝實(shí)施過程及效果 , 通過選取合理的工藝參數(shù) , 解決了旋壓過程中出現(xiàn)的堆積、起皮和破裂等缺陷。該技術(shù)還可以與 旋壓技術(shù)并用 , 主要用于賽車、跑車、越野車、大型客車、載重車等輪轂的生產(chǎn)。美國已建成數(shù)家鋁合金半固態(tài)模鍛工廠。 、半固態(tài)模鍛法 20世紀(jì) 70年代初美國麻省理工學(xué)院 M. C. Flem ings教授等開發(fā)出的一種新型的金屬加工工藝 ? 半固態(tài)金屬成形工藝。通常鑄造輪轂具有相當(dāng)強(qiáng)的承受壓縮力的能力 , 但承受沖擊、剪切與拉伸載荷的能力則遠(yuǎn)不如鍛造鋁輪轂。擠壓鑄造充型平穩(wěn) , 沒有湍流和不包卷氣體 , 金屬直接在壓力下結(jié)晶凝固 , 所以鑄件不會產(chǎn)生氣孔、縮孔和縮松等鑄造缺陷 , 且組織致密、晶粒細(xì)化 , 力學(xué)性能比低壓鑄造件高產(chǎn)品既有接近鍛件的優(yōu)良力學(xué)性能 , 又有精鑄件一次精密成形的高效率、高精度 , 且投資大大低于低壓鑄造法。但傳統(tǒng)壓鑄工藝生產(chǎn)的鋁輪轂最大的缺點(diǎn)是不能通過熱處理來進(jìn)一步提高性能 , 由于液體金屬充型速度極快 ,型腔中氣體很難完全排除 , 常以氣孔形式存留鑄件中 ,這些鑄件孔隙中氣體在熱處理過程中會發(fā)生膨脹 , 使得鑄件 “ 起泡 ” 。因在壓力下充型和凝固 , 所以充填性好 , 鑄件縮松少 ,致密性高。少量也有噴兩層或一層的 , 但效果稍差一些?！案汕小奔夹g(shù)是環(huán)保型的干式機(jī)加工技術(shù) , “干切”這種干式機(jī)加工技術(shù)避免了過去機(jī)加工時切削液的回收處理系統(tǒng)和廢液排放問題 , 也避免了切削液對機(jī)床的腐蝕 , 確保了對環(huán)境的保護(hù) , 使得鋁屑的熔化回收更加簡潔 方便、回收率高 , 降低了制造成本。 8 五、 鋁合金輪轂的制造技術(shù) 、普通鋁合金輪轂的生產(chǎn)工藝 普通鋁合金輪轂主要的生產(chǎn)和檢驗(yàn)工藝流程是 : 配料→鋁合金熔煉→鋁液AlSr 變質(zhì) +AlTiB 細(xì)化處理→光譜鋁液成分分析→鋁液 Ar2 氣 精煉除氣→鋁液熱分析 +密度分析→低壓鑄造毛坯→毛坯 X 射線探傷→淬火 +時效連續(xù)式熱處理→ ( 材料金相及力學(xué)性能分析抽查 ) →鉆孔→車加工→立式動平衡檢驗(yàn)→ ( 徑向跳動及三坐標(biāo)尺寸檢驗(yàn)抽查 ) →清洗→氦氣氣密性檢驗(yàn)→打磨拋光→前處理→烘干→噴涂底粉→加熱固化→噴涂水性漆→加熱固化→噴涂透明粉→加熱固化→ ( 尺寸、鹽霧、耐候、碎石、漆膜厚度、十字劃格、力學(xué)性能、沖擊、彎曲疲勞、徑向疲勞等試驗(yàn)抽查 ) →最終檢驗(yàn)→包裝→入庫。 四、汽車鋁合金輪轂生產(chǎn)工藝流程 、汽車鋁合金輪轂的設(shè)計(jì)開發(fā)流程 隨著家用轎車品種的增加和價格的下調(diào) , 汽車正在成為當(dāng)今中國老百姓消費(fèi)的熱點(diǎn)產(chǎn)品。零件在模內(nèi)收縮較小 , 機(jī)械加工量減少 , 半固態(tài)模鍛件表面平整光滑、內(nèi)部組織致密 , 晶粒細(xì)小 , 力學(xué)性能高于壓鑄和擠壓鑄造件 , 成形不易裹氣 , 宏觀氣孔和顯微疏松比常規(guī)鑄件中的少得多 , 成形溫度低 , 模具壽命長等許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 、鍛造法 鍛造是鋁輪轂應(yīng)用較早的成形工藝之一 , 具有強(qiáng)度高、抗蝕性好、尺寸精確、加工量小等優(yōu)點(diǎn)，一般情況其重量僅相當(dāng)于同尺寸鋼輪的 1/2或更低一些。 汽車輪轂 與車胎連接部分 與車體連接部分 胎圈座 輪 緣 氣門孔 槽 底 保持并支撐輪胎方向的輪輞部分。 三、汽車鋁合金輪轂的設(shè)計(jì)要求 為了滿足使用功能和市場的需求 , 鋁合金輪轂在結(jié)構(gòu)上有整體式和多件組合式等多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；在外觀造型上有寬輪輻、窄輪輻、多輪輻、少輪輻等多種造型設(shè)計(jì)。 、尺寸精度高 , 整車行駛性能好 通常情況下 , 傳統(tǒng)鋼制輪轂的徑向和軸向允許跳動值為177。 、振動小，駕乘更舒適 使用鋁輪轂?zāi)芨纳妻I車的 行駛性能，減輕振動。而據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)， 2021年這一比例為 50%左右。 關(guān)鍵詞： 鋁合金輪轂、制造工藝、發(fā)展前景 一、緒論 隨著汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代汽車節(jié)能降耗要求的不斷高漲，安全和環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格，汽車輕量化的要求更為迫切。使用鋁合金輪轂代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼制輪轂有以下優(yōu)點(diǎn)： 、重量輕，節(jié)能降耗 鋁輪轂與鋼輪轂相比，重量可減輕 30%— 40%；在車速為 90— 120km/h時，油耗可堿少 。 、散熱性好 車輪的熱源由兩部分產(chǎn)生，一是剎車產(chǎn)生的熱；二是車胎與路面的摩擦?，F(xiàn)今的汽車輪轂設(shè)計(jì)是汽車造型設(shè)計(jì)中一個不可遺漏的重點(diǎn)，并且輪轂造型直接關(guān)系著汽車車身設(shè)計(jì) 4 的品味和檔次。 、汽車鋁合金輪轂的成形方法 目前鋁合金輪轂的生產(chǎn)方法主要有鑄造法、鍛造法、沖壓法和旋壓法等。 ? ? ? ? 之分 與車軸車輪實(shí)施安裝連接 ,支撐輪輞 的車輪部分 5 金輪轂的制造技術(shù)在不斷的發(fā)展 , 為了提高其性能 , 現(xiàn)在向擠壓鑄造 (液態(tài)模 鍛 ) 成形、半固態(tài)模鍛成形方向發(fā)展的趨勢。另外 , 鍛造鋁輪轂表面無氣孔 , 因而具有很好的表面處理能力 , 不但能保證涂層均勻一致 , 結(jié)合牢靠 , 而且色彩也好。輪轂旋壓的主要變形方式有普通旋壓和強(qiáng)力旋壓 ( 變薄旋壓 ) , 輪轂旋壓的主要生產(chǎn)方法有管材輪輞旋壓、板坯劈開式旋壓和預(yù)鑄 ( 鍛 ) 件毛坯強(qiáng)力旋壓等。 6 7 、汽車鋁合金輪轂的生 產(chǎn)工藝流程 由于低壓鑄造是最基本和較經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方法 ,所以目前低壓鑄造已成為鋁合金輪轂生產(chǎn)的首選 ,日本的豐田汽車公司、東京輕合金制作所和美國福特汽車公司等企業(yè)均采用此工藝生產(chǎn)鋁合金輪轂 ,國內(nèi)的鋁合金輪轂制造企業(yè)也多數(shù)采用此生產(chǎn)工藝。為了減輕工人的勞動強(qiáng)度 , 毛坯均采用自動傳輸系統(tǒng)輸送。涂料采用汽車廠認(rèn)可的環(huán)保型粉質(zhì)和水性涂料。但此方法生產(chǎn)的鋁輪轂內(nèi)部質(zhì)量較差 , 縮孔縮松嚴(yán)重 , 澆注過程中氧化膜和熔渣等夾雜物易卷入鑄件 ,有時也會卷入氣體而形成氣孔缺陷 , 同時金屬液的收得率也較低。但是較采用其它鑄造方法生產(chǎn)的同類產(chǎn)品重量減少了 15%, 機(jī)加工切削量由原來的 2— 3mm減少到 ,輪轂價格降低了 10%。 并可對充氧壓鑄件進(jìn)行熱處理進(jìn)一步提高力學(xué)性能 , 熱處理后強(qiáng)度能提高 30% 以上 ,伸長率增加 80%— 100%,屈服極限及沖擊韌性也有顯著提高 ； 充氧壓鑄件可在 200— 300的環(huán)境中工作 ； 充氧壓鑄對合金成分燒損甚微 ； 充氧壓鑄需附加充氧控制裝置 ,給壓鑄型充氧不但消耗氧氣 , 也會增加壓鑄循環(huán)時間 , 這將使充氧壓鑄件比普通壓鑄件的成本要高 10%— 15%。鍛造鋁輪轂的晶粒流向與受力的方向一致 , 其強(qiáng)度、韌性與疲勞強(qiáng)度均顯著優(yōu)于鑄造鋁輪轂。該技術(shù)生產(chǎn)鋁輪轂 , 其性能完全可以達(dá)到鍛件的力學(xué)性能指標(biāo) , 生產(chǎn)成本卻可以比普通鍛造件下降 30% 。 成形溫度低 , 模具壽命長。 、鍛造法 鍛造法是應(yīng)用較早的鋁合金輪轂成形工藝之一。旋壓出的輪轂在保持足夠強(qiáng)度的同時 , 能大大減少材料的厚度 , 與普通低壓鑄造鋁輪轂相比 , 同尺寸的輪轂重量可減輕約 15%。此外 , 西班牙的 DENN 公司是目前世界上最有代表性、產(chǎn)品系列最全的專業(yè)旋壓機(jī)生產(chǎn)廠家之一 . 燕山大學(xué)是國內(nèi)最早研究旋壓工藝及設(shè)備的單位之一。到 2021年全球鋁輪轂的份額超過 60%。歐美的鋁輪轂廠家目前都處在破產(chǎn)邊緣，如 Hayes Lemmerz 已經(jīng)在2021年 5月 11日申請破產(chǎn)，其他企業(yè)也面臨同樣的危機(jī)，美國主要是 SUPERIOR 和Hayes Lemmerz，兩家公司度日維艱。規(guī)模比較大的鋁輪轂廠通常都具有外資背景。目前華泰遍地開花，更直接并購國外生產(chǎn)線。其次是 1 17英寸車輪，占總市場份額分別為 %和 %。為了降低車輪噪聲，有的在輪輻和輪輞之間，加一特殊橡膠結(jié)合件。 九、 參考文獻(xiàn) [1] 趙玉濤 .鋁合金車輪制造技術(shù) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [2] 王昕 .鋁合金輪轂的生產(chǎn)方法 [J].輕合金加工技術(shù)， 2021， (4):38～ 39 [3] 袁志恒 .鋁車輪項(xiàng)目投資分析 [D].吉林 :吉林大學(xué)工業(yè)工程， 2021 [4] 懂金衛(wèi) .轎車鋁合金輪轂鍛造成型新工藝技術(shù)研究 [D].河北 :燕山大學(xué)材料加工工程， 2021 [5] 唐學(xué)慶 .淺談中國鋁輪轂產(chǎn)業(yè)競爭力的提升 [J].河北 :黑龍江科技信息，2021， 3 [6] 李雙壽，湯彬，增大本 .汽車用輕合金輪轂的發(fā)展及展望 [R]. 上海 : 第四屆有色合金及特種鑄造國際會議論文集， 2021 [7] 張涯飛 , 王雷剛 , 黃瑤 . 鋁合金輪轂低壓鑄造模具溫度場的數(shù)值分析 [ J].特種鑄造及有色合金 , 2021, 29 ( 2) : 134 136. 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