一种高强度铝合金轮毂制造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强度铝合金轮毂制造工艺，包括以下步骤：1)、合金材料的配置、2)、熔炼、3)、均质化处理、4)、切割、5)、锻造、6)、热处理、7)、深加工、8)、表面处理，9)、检查、10)、入库，并加入各种合金稀有金属使其轮毂内部结构发生根本性改变，进一步的提升轮毂与轮胎之间的表面磨合性以及轮毂的抗压性，有效防止轮毂表面氧化；本产品具有加工制造工艺简单、加工成本相对低廉、且轮毂抗压抗拉性能比较好的优点。
【专利说明】
一种高强度铝合金轮毂制造工艺
技术领域
[0001]本发明涉及汽车配件领域，具体涉及一种高强度铝合金轮毂制造工艺。
【背景技术】
[0002]金属铝是现有轮毂制造的主要材料之一，其质量轻强度高，且成本比较便宜不易被氧化等特点，广泛用于轮毂制造工艺中，但单纯的铝来制造轮毂还无法满足现有需求，通常做法是在铝加工制造成轮毂胚胎过程中，通过特殊工艺加入稀有金属来提高轮毂的各项性能。
[0003]而现有的技术要求主要有铸造和锻造两种，铸造则是使用钢制模子，将加热软化的铝块置于其中，用冲压的方法使其成型，，待冷却之后再经过机械加工制成。铸造容易大量生产，而锻造由于工序较为复杂，因而制造成本较为高昂，而锻造轮毂在生产过程中由于铝块经过不断冲压，因此在成型之后，其分子结构会变的非常紧密，所以可以承受较高的压力，因而在相同尺寸相同强度下，锻造轮毂也比铸造轮毂质量更轻，且锻造可以就客户要求根据客户设计的图案进行生产，现有铸造工艺主要生产国内型车辆，压缩成本减少企业开支，而锻造一般都用于出口，以及国内中高端车辆的使用，轮毂可根据客户的喜好进行设计，针对于重型卡车来说，锻造的工艺在超大轮毂的制造工艺中尤为重要，在锻造过程中如何加入这些稀有金属一直是制造企业所要研究的问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种加工制造工艺简单、加工成本相对低廉、且轮毂抗压抗拉性能比较好的高强度铝合金轮毂制造工艺。
[0005]为解决上述问题，本发明采用如下技术方案:一种高强度铝合金轮毂制造工艺，包括以下步骤:
[0006]I)、合金材料的配置；包括纯铝、AlMg中间合金，AlCu中间合金、AlTi中间合金、AlMn中间合金、AlZn中间合金、AlFe中间合金、AlSc中间合金、Al Ia中间合金；
[0007]2)、熔炼:把步骤1)、的材料中纯铝放入坩祸中，然后接通电阻进行熔炼，同时向坩祸中充入C02和S02气体进行保护，在熔炼温度为650?1100°C的条件下熔炼15?30分钟，然后将AlMg中间合金，AlCu中间合金、AlTi中间合金、AlMn中间合金、AlZn中间合金、AlFe中间合金、AlSc中间合金、Alla中间合金依次加入坩祸中，在600?1100°C温度的条件下保温15?25分钟；
[0008]3)、均质化处理:将得到的合金棒体加热至350?520°C之间，并保温5h?1h之间，得到直径为350?355mm的合金棒体；
[0009]4)、切割:将棒体切割成段，每段的长度为280?320mm，重量为39.6kg?40.3kg，然后把材料放入到预热机内预热，使机内温度升至380°C，并保温；
[0010]5)、锻造:把步骤4)、预热后的棒体放入到锻压机内压铸，压铸两面均为桶型为止，锻造时所需要的温度为410?435°C，锻造的压强不下于90MPa;
[0011]6)、热处理:把步骤3)、的锻造后的毛坯半成品轮毂放入到热处理装置内进行热处理，温度为455°C?465°C之间，时间为1.75小时，热处理完成后放入存储区冷却。
[0012]7)、深加工:待5)、冷却后推送到铣床加工中心深度加工，得到表面光滑的轮毂半成品；
[0013]8)、表面处理:把加工好以后的轮毂用酒精擦拭，擦拭好以后用喷涂机喷涂防锈剂进行表面喷涂防锈处理，喷涂时温度控制在125°C左右。
[0014]9)、检查:送入到检验室初检，查看轮毂表面是否有毛刺和飞边，以及轮毂表面处理是否到位。
[0015]10)、入库:送检完成后把轮毂并排分割放在叉车上，并移动到成品区内储存，然后进行包装进入到发货区。
[0016]进一步的，在步骤I)中，以纯铝总质量为基数，按质量百分含量计，称取合金总质量中Mg的含量为1.5%?2.6%的AlMg中间合金、合金总质量中Cu的含量为5%?8.6%的AlCu中间合金、合金总质量中Ti的含量为0.9%?1.7%的AlTi中间合金、合金总质量中Mn的含量为0.3%?0.55%的AlMn中间合金、合金总质量中Zn的含量为0.12%?0.18%的AlZn中间合金、合金总质量中Fe的含量为3%?6%的AlFe中间合金、合金总质量中Sc的含量为0.06 %?0.11 %的AlSc中间合金、合金总质量中Ia的含量为0.035 %?0.048 %的Al Ia中间合金。
[0017]进一步的，在步骤4)中，每段的长度为310m，重量为40.lkg。
[0018]进一步的，在步骤7)中，防锈剂由以下材质组成:锌粉、表面活性剂、硅油、季戊四醇酯、失水山梨醇单油酸酯、硫酸锌。
[0019]本发明的有益效果是:本发明一种高强度铝合金轮毂制造工艺在材料上加入了稀有金属和增加强度的金属，AlMg中间合金，AlCu中间合金、AlTi中间合金、AlMn中间合金、AlZn中间合金、AlFe中间合金、AlSc中间合金、Alla中间合金，主要材质是Al，然后通过特殊加工熔炼工艺使各种元素融合在一起形成新的合金，不管是抗压强度还是抗拉强度都得到显著的提高，然后再通过均质化处理、切割、锻造、热处理、深加工、表面处理，以及后续的检查和入库，使整个工艺井然有序，生产出的轮毂和现有轮毂相比，各项性能都得到显著的提升，可替代现有轮毂工艺标准，增加企业的经济效益。
【具体实施方式】
[0020]下面对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0021 ] 实施例一
[0022]—种高强度铝合金轮毂制造工艺包括以下步骤:
[0023]I)、合金材料的配置；包括纯铝、AlMg中间合金，AlCu中间合金、AlTi中间合金、AlMn中间合金、AlZn中间合金、AlFe中间合金、AlSc中间合金、Al Ia中间合金；
[0024]2)、熔炼:把步骤1)、的材料中纯铝放入坩祸中，然后接通电阻进行熔炼，同时向坩祸中充入C02和S02气体进行保护，在熔炼温度为765°C的条件下熔炼18分钟，然后将AlMg中间合金，AlCu中间合金、AlTi中间合金、AlMn中间合金、AlZn中间合金、AlFe中间合金、Al Sc中间合金、Alla中间合金依次加入坩祸中，在600?1100°C温度的条件下保温20分钟；
[0025]3)、均质化处理:将得到的合金棒体加热至450°C之间，并保温7h之间，得到直径为350mm的合金棒体；
[0026]4)、切割:将棒体切割成段，每段的长度为310m，重量为40.lkg，然后把材料放入到预热机内预热，使机内温度升至380°C，并保温；
[0027]5)、锻造:把步骤4)、预热后的棒体放入到锻压机内压铸，压铸两面均为桶型为止，锻造时所需要的温度为422°C，锻造的压强不下于90MPa;
[0028]6)、热处理:把步骤3)、的锻造后的毛坯半成品轮毂放入到热处理装置内进行热处理，温度为458°C，时间为1.75小时，热处理完成后放入存储区冷却。
[0029]在步骤I)中，以纯铝总质量为基数，按质量百分含量计，称取合金总质量中Mg的含量为2.1%的AlMg中间合金、合金总质量中Cu的含量为7.2%的AlCu中间合金、合金总质量中Ti的含量为1.3%的AlTi中间合金、合金总质量中Mn的含量为0.52%的AlMn中间合金、合金总质量中Zn的含量为0.15%的AlZn中间合金、合金总质量中Fe的含量为4.3%的AlFe中间合金、合金总质量中Sc的含量为0.1 %的Al Sc中间合金、合金总质量中Ia的含量为
0.037%的Al Ia中间合金。
[0030]实施例二
[0031 ] 一种高强度铝合金轮毂制造工艺包括以下步骤:
[0032]I)、合金材料的配置；包括纯铝、AlMg中间合金，AlCu中间合金、AlTi中间合金、AlMn中间合金、AlZn中间合金、AlFe中间合金、AlSc中间合金、Al Ia中间合金；
[0033]2)、熔炼:把步骤1)、的材料中纯铝放入坩祸中，然后接通电阻进行熔炼，同时向坩祸中充入C02和S02气体进行保护，在熔炼温度为800°C的条件下熔炼23分钟，然后将AlMg中间合金，AlCu中间合金、AlTi中间合金、AlMn中间合金、AlZn中间合金、AlFe中间合金、Al Sc中间合金、Alla中间合金依次加入坩祸中，在850°C温度的条件下保温21分钟；
[0034]3)、均质化处理:将得到的合金棒体加热至480°C之间，并保温Sh之间，得到直径为340mm的合金棒体；
[0035]4)、切割:将棒体切割成段，每段的长度为310mm，重量为40.lkg，然后把材料放入到预热机内预热，使机内温度升至380°C，并保温；
[0036]5)、锻造:把步骤4)、预热后的棒体放入到锻压机内压铸，压铸两面均为桶型为止，锻造时所需要的温度为422°C，锻造的压强不下于90MPa;
[0037]6)、热处理:把步骤3)、的锻造后的毛坯半成品轮毂放入到热处理装置内进行热处理，温度为459°C之间，时间为1.75小时，热处理完成后放入存储区冷却。
[0038]在步骤I)中，以纯铝总质量为基数，按质量百分含量计，称取合金总质量中Mg的含量为2.3%的AlMg中间合金、合金总质量中Cu的含量为8.2%的AlCu中间合金、合金总质量中Ti的含量为1.2%的AlTi中间合金、合金总质量中Mn的含量为0.41%的AlMn中间合金、合金总质量中Zn的含量为0.15%的AlZn中间合金、合金总质量中Fe的含量为3%的AlFe中间合金、合金总质量中Sc的含量为0.11%的AlSc中间合金、合金总质量中Ia的含量为0.036%的Al Ia中间合金。
[0039]实施例三
[0040]一种高强度铝合金轮毂制造工艺包括以下步骤:
[0041]I)、合金材料的配置；包括纯铝、AlMg中间合金，AlCu中间合金、AlTi中间合金、AlMn中间合金、AlZn中间合金、AlFe中间合金、AlSc中间合金、Al Ia中间合金；
[0042]2)、熔炼:把步骤1)、的材料中纯铝放入坩祸中，然后接通电阻进行熔炼，同时向坩祸中充入C02和S02气体进行保护，在熔炼温度为820°C的条件下熔炼27分钟，然后将AlMg中间合金，AlCu中间合金、AlTi中间合金、AlMn中间合金、AlZn中间合金、AlFe中间合金、Al Sc中间合金、Alla中间合金依次加入坩祸中，在900°C温度的条件下保温22分钟；
[0043]3)、均质化处理:将得到的合金棒体加热至430°C之间，并保温7h之间，得到直径为355mm的合金棒体；
[0044]4)、切割:将棒体切割成段，每段的长度为300mm，重量为39.9kg，然后把材料放入到预热机内预热，使机内温度升至380°C，并保温；
[0045]5)、锻造:把步骤4)、预热后的棒体放入到锻压机内压铸，压铸两面均为桶型为止，锻造时所需要的温度为415°C，锻造的压强不下于90MPa;
[0046]6)、热处理:把步骤3)、的锻造后的毛坯半成品轮毂放入到热处理装置内进行热处理，温度为460°C之间，时间为1.75小时，热处理完成后放入存储区冷却。
[0047]在步骤I)中，以纯铝总质量为基数，按质量百分含量计，称取合金总质量中Mg的含量为2.45%的AlMg中间合金、合金总质量中Cu的含量为7.1 %的AlCu中间合金、合金总质量中Ti的含量为1.2%的AlTi中间合金、合金总质量中Mn的含量为0.52%的AlMn中间合金、合金总质量中Zn的含量为0.15%的AlZn中间合金、合金总质量中Fe的含量为4%的AlFe中间合金、合金总质量中Sc的含量为0.09%的AlSc中间合金、合金总质量中Ia的含量为0.038%的Al Ia中间合金。
[0048]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新保护范围为准。
【主权项】
1.一种高强度铝合金轮毂制造工艺，其特征在于:包括以下步骤: 1)、合金材料的配置;包括纯铝、AlMg中间合金，AlCu中间合金、AlTi中间合金、AlMn中间合金、AlZn中间合金、AlFe中间合金、AlSc中间合金、Al Ia中间合金； 2)、熔炼:把步骤1)、的材料中纯铝放入坩祸中，然后接通电阻进行熔炼，同时向坩祸中充入C02和S02气体进行保护，在熔炼温度为650?1100 °C的条件下熔炼15?30分钟，然后将AlMg中间合金，AlCu中间合金、AlTi中间合金、AlMn中间合金、AlZn中间合金、AlFe中间合金、AlSc中间合金、Alla中间合金依次加入坩祸中，在600?1100°C温度的条件下保温15?25分钟； 3)、均质化处理:将得到的合金棒体加热至350?520°C之间，并保温5h?1h之间，得到直径为350?355mm的合金棒体； 4)、切割:将棒体切割成段，每段的长度为280?320mm，重量为39.6kg?40.3kg，然后把材料放入到预热机内预热，使机内温度升至380°C，并保温； 5)、锻造:把步骤4)、预热后的棒体放入到锻压机内压铸，压铸两面均为桶型为止，锻造时所需要的温度为410?435°C，锻造的压强不下于90MPa; 6)、热处理:把步骤3)、的锻造后的毛坯半成品轮毂放入到热处理装置内进行热处理，温度为455°C?465°C之间，时间为1.75小时，热处理完成后放入存储区冷却。 7)、深加工:待5)、冷却后推送到铣床加工中心深度加工，得到表面光滑的轮毂半成品； 8)、表面处理:把加工好以后的轮毂用酒精擦拭，擦拭好以后用喷涂机喷涂防锈剂进行表面喷涂防锈处理，喷涂时温度控制在125°C左右。 9)、检查:送入到检验室初检，查看轮毂表面是否有毛刺和飞边，以及轮毂表面处理是否到位。 10)、入库:送检完成后把轮毂并排分割放在叉车上，并移动到成品区内储存，然后进行包装进入到发货区。2.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金轮毂制造工艺，其特征在于:在步骤I)中，以纯铝总质量为基数，按质量百分含量计，称取合金总质量中Mg的含量为1.5%?2.6%的AlMg中间合金、合金总质量中Cu的含量为5%?8.6%的AlCu中间合金、合金总质量中Ti的含量为0.9%?1.7%的AlTi中间合金、合金总质量中Mn的含量为0.3%?0.55%的AlMn中间合金、合金总质量中Zn的含量为0.12%?0.18%的AlZn中间合金、合金总质量中Fe的含量为3%?6%的AlFe中间合金、合金总质量中Sc的含量为0.06%?0.11%的AlSc中间合金、合金总质量中Ia的含量为0.035%?0.048%的Alla中间合金。3.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金轮毂制造工艺，其特征在于:在步骤4)中，每段的长度为310m，重量为40.lkg。4.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金轮毂制造工艺，其特征在于:在步骤7)中，防锈剂由以下材质组成:锌粉、表面活性剂、硅油、季戊四醇酯、失水山梨醇单油酸酯、硫酸锌。
【文档编号】B23P15/00GK106078118SQ201610633004
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月4日 公开号201610633004.2, CN 106078118 A, CN 106078118A, CN 201610633004, CN-A-106078118, CN106078118 A, CN106078118A, CN201610633004, CN201610633004.2
【发明人】伍海龙
【申请人】浙江保康轮毂制造有限公司