镁合金轮毂的制作方法

文档序号:13744146阅读:161来源:国知局

本发明涉及汽车配件技术领域,尤其是涉及一种镁合金轮毂。



背景技术:

随着能源短缺和环境污染问题的突出,轻量化越来越成为车辆发展之趋势。另一方面,随着车辆需求的不断增多,车辆所需的金属材料如钢铁、铝等也与日俱增,据统计,全球铁、铝等资源的储藏量只够使用100??300年,而在我国,铁的储藏量不丰富,铝土矿的品质又不高,所以寻求一种新的替代材料,成为刻不容缓之事。

镁合金,现己知的最轻金属结构材料,由于其具有众多优点,逐渐成为车辆轻量化发展中的主要研究对象。与钢、铝相比,镁合金具有如下优越特性。

①镁合金密度小,只及钢铁的1/4,铝合金的2/3,应用于车辆零部件上能有效降低重量,节省能源。

②比强度很大,略低于比强度最高的纤维增强材料。比刚度与铝合金、钢铁基本持平,远高于工程塑料。

③阻尼性能好,吸震能力强,具有极佳的减震性,其减震性能比铝高30倍,比钢高近60倍,用在车辆车上可提高安全性和舒适性。

④导热性好,稍逊色于一般铝合金,是工程塑料的300倍,且温度依赖性低,可用于制造要求散热性能好的电子产品。

⑤在惰性气体保护下,镁合金的机械加工性好(比如制粉、切割),适合于压铸成型而且具有薄壁铸造性能。

⑥镁合金线收缩率很小,尺寸稳定,不易因环境改变而改变(相对于工程材料)。

⑦镁合金可全部回收利用,被誉为“21世纪绿色金属结构材料”。

另外,镁在地球上的储量非常丰富,约占地壳总重量的2%,而中国的镁资源储量更是位居世界首位,镁产量约占世界总产量的70%。

基于这些优点,自20世纪90年代以来,各国都高度重视镁合金的研究开发,而将镁合金应用于汽车轮毂,亦为研究重点之一。但是,目前制备的镁合金轮毂大多在应力上达不到使用要求,即铝合金轮毂上的最大应力过大。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种镁合金轮毂,它具有在应力上能够达到使用要求的特点。

本发明所采用的技术方案是:镁合金轮毂,包括轮芯和轮辋,且该轮芯和轮辋之间设有轮辐,同时,该轮辐包括内弧边和外弧边,且该内弧边具有第四弧度,该内弧边和该轮芯之间具有第一弧度、和该轮辋之间具有第二弧度,该外弧边具有第五弧度,该外弧边和该轮辋之间具有第三弧度,所述第一弧度R1、第二弧度R2、第三弧度R3、第四弧度R4、第五弧度R5的取值范围分别为:20mm≤R1≤30mm、10mm≤R2≤15mm、10mm≤R3≤15mm、300mm≤R4≤310mm、330mm≤R5≤360mm。

所述第一弧度R1、第二弧度R2、第三弧度R3、第四弧度R4、第五弧度R5的取值范围分别为:R1=24.45mm、R2=13mm、R3=13mm、R4=307.5mm、R5=350mm。

本发明和现有技术相比所具有的优点是:在应力上能够达到使用要求。经本申请人研究和实验,降低镁合金轮毂的最大应力,需从两个方面改进轮辐结构:增大轮辐宽度和调整轮辐各圆弧的半径,且在增大轮辐宽度时还要保证轮辐局部位置的宽度不能太窄。具体对比得知:第二弧度和第四弧度的变化对轮毂的整体应力影响最大,确立这两个参数后,适当增大第一弧度和第三弧度值,可以得到较为理想的轮毂结构。同时,第五弧度对轮毂的整体应力影响不大。在此结论下,本申请人对铝合金轮毂的结构参数进行了优化。即,采用20mm≤R1≤30mm、10mm≤R2≤15mm、10mm≤R3≤15mm、300mm≤R4≤310mm、330mm≤R5≤360mm的参数分布,从而既适当增加了轮辐的宽度,又保证了合适的圆弧半径,达到了较为理想的镁合金轮毂的最大应力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的实施例的主视图。

图中:10、轮芯;20、轮辋;30、轮辐,31、内弧边,32、外弧边;R1~R5、第一~第五弧度。

具体实施方式

实施例,见图1所示:镁合金轮毂,包括轮芯10和轮辋20,且该轮芯10和轮辋20之间设有轮辐30。同时,该轮辐30包括内弧边31和外弧边32,且该内弧边31具有第四弧度R4,该内弧边31和该轮芯10之间具有第一弧度R1、和该轮辋20之间具有第二弧度R2,该外弧边32具有第五弧度R5,该外弧边32和该轮辋20之间具有第三弧度R3。其中,该第一弧度R1、第二弧度R2、第三弧度R3、第四弧度R4、第五弧度R5的取值范围分别为:20mm≤R1≤30mm、10mm≤R2≤15mm、10mm≤R3≤15mm、300mm≤R4≤310mm、330mm≤R5≤360mm。最优的,该第一弧度R1、第二弧度R2、第三弧度R3、第四弧度R4、第五弧度R5的取值范围分别为:R1=24.45mm、R2=13mm、R3=13mm、R4=307.5mm、R5=350mm。

通过对该轮毂弯曲疲劳试验模拟分析得知,轮毂的应力得到了明显的改善,轮毂上的最大应力值降为65mpa左右,其它关键位置的应力降低幅度也很大,分别可以达到为24mpa、8mpa和4mpa左右,而且轮穀上应力分布变得较为均匀。同时,经常规对比实验,改进后的镁合金轮毂质量为相对于同样结构的铝合金轮毂质量降幅可达到29.9%以上,达到了材料轻量化的替代目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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