一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法
【专利摘要】本发明涉及镁合金车轮的铸造方法，具体为一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法，本方法具体包括以下步骤：下料—加热—锻压—扩口—预机加—预热—旋压—热处理—精车—表面处理。本发明的有益效果是：1）用料省：棒料比原来可以节约10%以上，节约了镁合金车轮生产中原料成本；2）生产效率高：一是由于减少了成型步骤，可以有效提高生产效率；二是由于减少了加工余量，在后期进行成型精机加工时，加工量减小，进一步提高生产效率；3）废料量少：车轮毛坯机加工车轮的过程中，由于减小了加工余量，可以减少机加工下来的镁屑量；4）车轮强度高：在旋压过程中，旋轮可以更为均匀的对车轮中间品轮辋部分各个部位均匀施加作用，提高了车轮强度。
【专利说明】一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法
[0001]
【技术领域】
本发明涉及镁合金车轮的铸造方法，具体为一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法。
【背景技术】
[0002]镁合金是目前得到工业化应用密度最小的结构材料，其密度仅相当于铝合金的2/3，钢铁的1/4，且镁合金具有高阻尼、高比强度和易机加工成型等优点。车轮作为汽车上的运动部件，其减重对汽车减重、降低油耗等有着非常重要的意义，据有关文献报道，汽车簧下质量减少Ikg的节能、制动等效果相当于簧上车身减少1kg左右的节能、制动等效果，当镁合金应用到车轮制造，可以有效减轻车轮质量，提高汽车提速及制动性能，减少油耗及尾气排放，提高汽车乘用舒适性。但是，相对于铝合金、钢铁等材料来说，镁合金塑性较差，变形加工较为困难。
[0003]在目前的试验室、公开的专利及工业化生产过程中，镁合金车轮采用的成型方式有:砂型铸造、低压铸造、锻压成型、铸造旋压复合成形、铸造挤压复合成形，由于镁合金力学性能较低，存在疏松、夹杂等铸造缺陷；锻压成型时，镁合金塑性较差，成型困难，所以锻压速度较慢，且成型工序复杂，生产效率低，成本较高。
[0004]
【发明内容】
本发明为了解决现有的成型方法在铸造镁合金车轮时成型困难、锻压速度慢、成型工序复杂，生产效率低和成本较高的问题，提供了一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法。
[0005]本发明是采用如下的技术方案实现的:一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法，包括以下步骤:
将镁合金棒料在加热炉中加热到250°C ?450°C进行预热，并保温至少3h ；
将车轮锻压模具在模具加热炉中加热到250°C—450°C进行预热，并保温6h — 8h ； 取出预热好的车轮锻压模具，安装到锻压机上；
打开车轮锻压模具，用油基石墨润滑剂对车轮锻压模具工作内腔进行喷涂润滑；将预热好的镁合金棒料放入打开的车轮锻压模具，进行锻压，压制速度为2 mm/s -13mm/s，脱模得到车轮中间品；
将车轮中间品放入扩口模具中进行扩口；
扩口后的车轮中间品冷却后进行预机加，加工出旋压入刀槽及中心孔；
上述的车轮中间品预热到200°C — 450°C并保温Ih — 3h，保障车轮中间品充分热透且温度均匀，然后在数控旋压设备上进行旋压，数控旋压设备的模芯温度为150°C—400°C，主轴转速250 r/min 一 500r/min,进给率100 mm/mi η一 300mm/min,旋压得到车轮毛还；
车轮毛坯进行预热处理，然后进行精机加工及表面处理工艺得到镁合金车轮。
[0006]本发明将现有锻压生产车轮时的“两次锻压+扩口 +翻边”的成形步骤，简化为“一次锻压+扩口”的成形步骤，有效地提高了生产效率，同时减少了加工余量，在后期进行成型精机加工时，加工量减小，进一步提高了生产效率；将旋压成型方式开拓性的应用到镁合金车轮成型，旋轮可以更为均匀的对车轮中间品轮辋部分各个部位均匀施加作用，促进旋压部分材料再结晶，细化晶粒，减少原棒料铸造缺陷，从而提高车轮强度，并使车轮各部位强度更为均匀；且将常规室温旋压改变为加热旋压，并对旋压的温度进行了优选，弥补了镁合金室温时变形能力差、容易导致开裂的缺点。
[0007]本发明的有益效果是:
1)用料省:采用复合成形方法后，减小了车轮毛坯的加工余量，所需棒料相比于锻压成型可以节约10%以上，节约了镁合金车轮生产中原料成本；
2)生产效率高:一是由于在车轮毛坯成型过程中减少了成型步骤，可以有效提高生产效率；~■是由于减少了加工余量，在后期进行成型精机加工时，加工量减小，进一步提闻生产效率；
3)废料量少:车轮毛坯机加工车轮的过程中，由于减小了加工余量，可以减少机加工下来的镁屑量；
4)车轮强度高:在旋压过程中，旋轮可以更为均匀的对车轮中间品轮辋部分各个部位均匀施加作用，促进旋压(轮辋)部分材料再结晶，细化晶粒，减少原棒料铸造缺陷，从而提高车轮强度，并使车轮各部位强度更为均匀。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明的复合成形流程图。
【具体实施方式】
[0009]实施例一:
一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法，包括以下步骤:
将镁合金棒料在加热炉中加热到250°C进行预热，并保温3h ；
将车轮锻压模具在模具加热炉中加热到250°C进行预热，并保温6h ；
取出预热好的车轮锻压模具，安装到锻压机上；
打开车轮锻压模具，用油基石墨润滑剂对车轮锻压模具工作内腔进行喷涂润滑；
将车轮中间品放入扩口模具中进行扩口；
扩口后的车轮中间品冷却后进行预机加，加工出旋压入刀槽及中心孔；
上述的车轮中间品预热到200°C并保温lh，然后在数控旋压设备上进行旋压，数控旋压设备的模芯温度为150°C，主轴转速250 r/min，进给率100 mm/min，旋压得到车轮毛坯；车轮毛坯进行预热处理，然后进行精机加工及表面处理得到镁合金车轮。
[0010]实施例二:
一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法，包括以下步骤:
将镁合金棒料在加热炉中加热到300°c进行预热，并保温3.5h ；
将车轮锻压模具在模具加热炉中加热到300°C进行预热，并保温6.5h ；
取出预热好的车轮锻压模具，安装到锻压机上；
打开车轮锻压模具，用油基石墨润滑剂对车轮锻压模具工作内腔进行喷涂润滑；将预热好的镁合金棒料放入打开的车轮锻压模具，进行锻压，压制速度为5 mm/s，脱模得到车轮中间品；
将车轮中间品放入扩口模具中进行扩口； 扩口后的车轮中间品冷却后进行预机加，加工出旋压入刀槽及中心孔；
上述的车轮中间品预热到300°C并保温1.5h，然后在数控旋压设备上进行旋压，数控旋压设备的模芯温度为250°C，主轴转速300 r/min,进给率150 mm/min,旋压得到车轮毛坯；
车轮毛坯进行预热处理，然后进行精机加工及表面处理得到镁合金车轮。
[0011]实施例三:
一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法，包括以下步骤:
将镁合金棒料在加热炉中加热到350°c进行预热，并保温4h ；
将车轮锻压模具在模具加热炉中加热到350°C进行预热，并保温7h ；
取出预热好的车轮锻压模具，安装到锻压机上；
打开车轮锻压模具，用油基石墨润滑剂对车轮锻压模具工作内腔进行喷涂润滑；将预热好的镁合金棒料放入打开的车轮锻压模具，进行锻压，压制速度为8mm/s，脱模得到车轮中间品；
将车轮中间品放入扩口模具中进行扩口；
扩口后的车轮中间品冷却后进行预机加，加工出旋压入刀槽及中心孔；
上述的车轮中间品预热到350°C并保温2h，然后在数控旋压设备上进行旋压，数控旋压设备的模芯温度为300°C，主轴转速350 r/min，进给率200 mm/min，旋压得到车轮毛坯；车轮毛坯进行预热处理，然后进行精机加工及表面处理得到镁合金车轮。
[0012]实施例四:
一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法，包括以下步骤:
将镁合金棒料在加热炉中加热到400°C进行预热，并保温4.5h ；
将车轮锻压模具在模具加热炉中加热到400°C进行预热，并保温7.5h ；
取出预热好的车轮锻压模具，安装到锻压机上；
打开车轮锻压模具，用油基石墨润滑剂对车轮锻压模具工作内腔进行喷涂润滑；将预热好的镁合金棒料放入打开的车轮锻压模具，进行锻压，压制速度为10 mm/s，脱模得到车轮中间品；
将车轮中间品放入扩口模具中进行扩口；
扩口后的车轮中间品冷却后进行预机加，加工出旋压入刀槽及中心孔；
上述的车轮中间品预热到400°C并保温2.5h，然后在数控旋压设备上进行旋压，数控旋压设备的模芯温度为350°C，主轴转速400 r/min,进给率250 mm/min,旋压得到车轮毛坯；
车轮毛坯进行预热处理，然后进行精机加工及表面处理得到镁合金车轮。
[0013]实施例五:
一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法，包括以下步骤:
将镁合金棒料在加热炉中加热到450°C进行预热，并保温5h ；
将车轮锻压模具在模具加热炉中加热到450°C进行预热，并保温8h ；
取出预热好的车轮锻压模具，安装到锻压机上；
打开车轮锻压模具，用油基石墨润滑剂对车轮锻压模具工作内腔进行喷涂润滑； 将预热好的镁合金棒料放入打开的车轮锻压模具，进行锻压，压制速度为13 mm/s，脱模得到车轮中间品；
将车轮中间品放入扩口模具中进行扩口；
扩口后的车轮中间品冷却后进行预机加，加工出旋压入刀槽及中心孔；
上述的车轮中间品预热到450°C并保温3h，然后在数控旋压设备上进行旋压，数控旋压设备的模芯温度为400°C，主轴转速500 r/min，进给率300 mm/min，旋压得到车轮毛坯；车轮毛坯进行预热处理，然后进行精机加工及表面处理得到镁合金车轮。
【权利要求】
1.一种镁合金车轮锻压旋压复合成形方法，其特征在于包括以下步骤: 将镁合金棒料在加热炉中加热到250°c ?450°c进行预热，并保温至少3h ； 将车轮锻压模具在模具加热炉中加热到250°C—450°C进行预热，并保温6h — 8h ； 取出预热好的车轮锻压模具，安装到锻压机上； 打开车轮锻压模具，用油基石墨润滑剂对车轮锻压模具工作内腔进行喷涂润滑；将预热好的镁合金棒料放入打开的车轮锻压模具，进行锻压，压制速度为2 mm/s -13mm/s，脱模得到车轮中间品； 将车轮中间品放入扩口模具中进行扩口； 扩口后的车轮中间品冷却后进行预机加，加工出旋压入刀槽及中心孔； 上述的车轮中间品预热到200°C — 450°C并保温Ih — 3h，然后在数控旋压设备上进行旋压，数控旋压设备的模芯温度为150°C —400°C，主轴转速250 r/min 一500r/min，进给率.100 mm/mi η一 300mm/min,旋压得到车轮毛还； 车轮毛坯进行预热处理，然后进行精机加工及表面处理得到镁合金车轮。
【文档编号】B23P15/00GK104191181SQ201410468967
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】崔凯, 任平, 田尧, 王智勇, 王彤, 刘涛 申请人:山西银光华盛镁业股份有限公司