適用于專用卡車和客車鋁合金輪轂的低壓邊澆鑄旋工藝的制作方法
【專利摘要】本發明為一種適用于專用卡車和客車鋁合金輪轂的低壓邊澆鑄旋工藝，其包括以下步驟：(1)低壓工藝邊澆鑄造毛坯；(2)鋸切澆口；(3)預熱旋壓；(4)熱處理；(5)機加工及表面處理。本發明采用這種方式進行澆注可以使鋁合金輪轂的輪輻及中心部位在整個鑄件中獲得最好的機械性能，其中延伸率指標可以達到10％以上，屈服強度達到210Mpa以上，抗拉強度達到260Mpa以上，完全可以滿足專用卡車和公交客車的承載要求；該鋁合金輪轂輪輞經過旋壓成型，可以有效彌補鑄造過程中產生的微小缺陷，同時大大提高輪輞部位的機械性能指標，保證了鋁合金輪轂輪輞與輪胎裝配后承載車身及負荷的要求。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種鋁合金輪轂的制造工藝，特別涉及一種適用于專用卡車和客車 (以下簡稱卡客車）鋁合金輪轂的低壓邊澆鑄旋工藝。 適用于專用卡車和客車鋁合金輪轂的低壓邊澆鑄旋工藝

【背景技術】
[0002] 鋁合金輪轂因其重量輕，散熱好，尺寸精度高成為汽車輕量化節能發展要求的最 佳選擇。現有卡客車使用的鋁合金輪轂幾乎都是鍛造工藝生產的，而鍛造鋁合金輪轂因其 鍛造工藝復雜，設備投入大，生產效率低，導致鍛造鋁合金輪轂的成本昂貴，制約了鋁合金 輪轂在卡客車領域的廣泛應用。
[0003] 為降低卡客車鋁合金輪轂的加工成本，促進卡客車鋁合金輪轂的推廣應用，采用 鑄造的方式生產出滿足卡客車載荷要求的鋁合金輪轂是業內人士追求的方向。
[0004] 而目前低壓鑄造鋁合金輪轂的模具多為中心澆注結構，輪轂輪輻及安裝面處于近 澆口部位，在凝固順序中是最后的冷卻部位，同時又是鑄件成型的補塑通道，不能進行過分 強制冷卻。所以造成該部位在輪轂結構部位中機械性能指標最低，尤其是延伸率，通常在 4%以下。另外，低壓鑄造鋁合金輪轂輪輞部位因寬度大、厚度薄，機械性能指標也比較低， 達到卡客車的承載要求也非常困難。
[0005] 有鑒于此，為解決上述技術問題并達成預期目標，本發明人基于相關領域的研究 和論證及數據分析，并經過不斷試驗及改善，進而有本發明的產生。


【發明內容】

[0006] 為了解決卡客車所使用鍛造鋁合金輪轂價格昂貴的現狀，本發明提供了一種既能 滿足卡客車輪轂性能要求，又能降低其生產成本的低壓邊澆鑄旋工藝，其工藝步驟包括：
[0007] (1)低壓工藝邊澆鑄造毛坯：在鋁合金輪轂鑄坯的底模輪緣部位設有兩個相對的 邊模澆口及環形澆道，從兩個所述的邊模澆口充入鋁液，完成充型，并采用全水冷工藝進行 鑄件冷卻獲得鑄坯；
[0008] (2)鋸切澆口：將底模輪緣上的兩個邊模澆口及環形澆道切除；
[0009] (3)預熱旋壓：將鋸切澆口后的鑄坯放入加熱爐進行預熱至360°C ±15°C，然后將 其置于旋壓機的旋模上，在鋁合金鑄坯隨旋壓機主軸轉動的同時，旋壓機旋轉作用于加熱 后的鑄坯上，使之產生局部的塑性變形，在旋輪的進給運動和坯料的旋轉運動共同作用下， 使局部的塑性變形逐步地擴展到整個旋模表面，并緊貼于模具，完成鋁合金鑄件的旋壓過 程，獲得鋁合金輪轂毛坯；
[0010] (4)熱處理：將鋁合金輪轂毛坯進行T6熱處理；
[0011] (5)機加工及表面處理：對熱處理后的鋁合金輪轂毛坯進行機加工和表面處理， 獲得成品。
[0012] 其中，所述的T6熱處理為：固熔溫度為545°C，升溫時間〈1小時，保溫時間為5小 時；時效溫度為160°C，升溫時間〈30分鐘，保溫時間為3. 5?4小時；
[0013] 本發明的有益效果在于：
[0014] 1、采用這種方式進行澆注可以使鋁合金輪轂的輪輻及中心部位在整個鑄件中獲 得最好的機械性能，其中延伸率指標可以達到10%以上，屈服強度達到210Mpa以上，抗拉 強度達到260Mpa以上（而中心澆注的方式使得該部位的機械性能指標相對最低，延伸率指 標一般低于4%，屈服強度為150Mpa左右，抗拉強度為220Mpa左右），完全可以滿足專用卡 車和公交客車的承載要求。
[0015] 2、該鋁合金輪轂輪輞經過旋壓成型，可以有效彌補鑄造過程中產生的微小缺陷， 同時大大提高輪輞部位的機械性能指標，保證了鋁合金輪轂輪輞與輪胎裝配后承載車身及 負荷的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1A為本發明的鋁合金輪轂的鑄坯主視圖；
[0017] 圖1B為本發明的鋁合金輪轂的鑄坯俯視圖；
[0018] 圖2為鍋切燒口后鑄述的王視圖；
[0019] 圖3為旋壓過程示意圖；
[0020] 圖4為旋壓后鋁合金輪轂毛坯示意圖；
[0021 ] 圖5為機加工后廣品不意圖。
[0022] 附圖標記說明：1-底模輪緣；2-邊模澆口；3-旋輪。

【具體實施方式】
[0023] 有關本發明為達到上述的使用目的與功效及所采用的技術手段，現舉出較佳可行 的實施例，并配合附圖所示，詳述如下：
[0024] 本發明為一種適用于專用卡車和客車鋁合金輪轂的低壓邊澆鑄旋工藝，其工藝步 驟如下所示：
[0025] (1)低壓工藝邊澆鑄造毛坯：在鋁合金輪轂鑄坯的底模輪緣部位設有兩個相對的 邊模澆口 2及環形澆道（圖中未示），所述的環形澆道將兩個邊模澆口 2連通，從兩個所述 的邊模澆口 2充入鋁液，完成充型，并采用全水冷工藝進行鑄件冷卻獲得鑄坯，請參照圖1A 和圖1B所示；
[0026] (2)鋸切澆口 ：將底模輪緣1上的兩個邊模澆口 2及環形澆道采用專用去澆口鋸 床切除，請參照圖2 ;
[0027] (3)預熱旋壓：將鋸切澆口后的鑄坯放入加熱爐進行預熱至360°C ±15°C，然后將 其置于旋壓機的旋模上，在鋁合金鑄坯隨旋壓機主軸轉動的同時，旋壓機旋轉作用于加熱 后的鑄坯上，使之產生局部的塑性變形，在旋輪3的進給運動和坯料的旋轉運動共同作用 下，使局部的塑性變形逐步地擴展到整個旋模表面，并緊貼于模具，完成鋁合金鑄件的旋壓 過程，獲得鋁合金輪轂毛坯，請參照圖3和圖4 ;
[0028] (4)熱處理：將鋁合金輪轂毛坯進行T6熱處理，獲得產品要求的機械性能指標和 加工特性；
[0029] 其中，T6熱處理具體是指：固熔溫度為545°C，升溫時間〈1小時，保溫時間為5小 時；時效溫度為160°C，升溫時間〈30分鐘，保溫時間為3. 5?4小時；
[0030] (5)機加工及表面處理：對熱處理后的鋁合金輪轂毛坯進行機加工和表面處理， 獲得成品，請參照圖5。
[0031] 本發明的卡客車鋁合金輪轂具有以下兩個特點：
[0032] 1、采用這種方式進行澆注可以使鋁合金輪轂的輪輻及中心部位在整個鑄件中獲 得最好的機械性能，其中延伸率指標可以達到10%以上，屈服強度達到210Mpa以上，抗拉 強度達到260Mpa以上（而中心澆注的方式使得該部位的機械性能指標相對最低，延伸率指 標一般低于4%，屈服強度為150Mpa左右，抗拉強度為220Mpa左右），完全可以滿足專用卡 車和公交客車的承載要求。
[0033] 2、該鋁合金輪轂輪輞經過旋壓成型，可以有效彌補鑄造過程中產生的微小缺陷， 同時大大提高輪輞部位的機械性能指標，保證了鋁合金輪轂輪輞與輪胎裝配后承載車身及 負荷的要求。
[0034] 綜上所述，本發明工藝完全可以保障卡客車使用輪轂的性能指標和承載要求，其 創新地采用低壓邊澆方式提高鋁合金輪轂輪輻及輪盤的機械性能，同時采用鑄旋方式提高 輪轂輪輞部位的機械性能，通過兩種方式的結合，就可以生產出質優價廉的卡客車鋁合金 輪轂，其成本遠低于鍛造鋁合金輪轂，而性能指標完全可以滿足卡客車的使用要求。同時采 用這種工藝生產的卡客車鋁合金輪轂會極大減輕生產廠商和終端用戶的價格壓力，對鋁合 金輪轂在卡客車領域的普及起到強大的推進作用。
[0035] 以上對本發明的描述是說明性的，而非限制性的，本專業技術人員理解，在權利要 求限定的精神與范圍之內可對其進行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本發明的 保護范圍內。
【權利要求】
1. 一種適用于專用卡車和客車鋁合金輪轂的低壓邊澆鑄旋工藝，其特征在于，包括以 下步驟： (1) 低壓工藝邊澆鑄造毛坯：在鋁合金輪轂鑄坯的底模輪緣部位設有兩個相對的邊模 澆口及環形澆道，從兩個所述的邊模澆口充入鋁液，完成充型，并采用全水冷工藝進行鑄件 冷卻獲得鑄坯； (2) 鋸切澆口：將底模輪緣上的兩個邊模澆口及環形澆道切除； (3) 預熱旋壓：將鋸切澆口后的鑄坯放入加熱爐進行預熱至360°C ±15°C，然后將其置 于旋壓機的旋模上，在鋁合金鑄坯隨旋壓機主軸轉動的同時，旋壓機旋轉作用于加熱后的 鑄坯上，使之產生局部的塑性變形，在旋輪的進給運動和坯料的旋轉運動共同作用下，使局 部的塑性變形逐步地擴展到整個旋模表面，并緊貼于模具，完成鋁合金鑄件的旋壓過程，獲 得鋁合金輪轂毛坯； (4) 熱處理：將鋁合金輪轂毛坯進行T6熱處理； (5) 機加工及表面處理：對熱處理后的鋁合金輪轂毛坯進行機加工和表面處理，獲得 成品。
2. 根據權利要求1所述的適用于專用卡車和客車鋁合金輪轂的低壓邊澆鑄旋工藝，其 特征在于，所述的T6熱處理為：固熔溫度為545°C，升溫時間〈1小時，保溫時間為5小時； 時效溫度為160°C，升溫時間〈30分鐘，保溫時間為3. 5?4小時。
【文檔編號】B22D18/04GK104117656SQ201410332354
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月14日 優先權日:2014年7月14日
【發明者】劉玉山 申請人:內蒙古華唐都瑞輪轂有限公司