专利名称：：高性能汽车不锈钢轮毂及制造方法
技术领域：
：本发明涉及一种汽车轮毂及制造方法，特别是不锈钢轮毂及制造方法，属于汽车车轮部件
技术领域：
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背景技术：
：汽车轮毂作为汽车的一个重要零件，对提高汽车的平稳性、安全性，特别是对提高高档汽车的性能至关重要。在有污染、野外环境、恶劣气候等条件下，对汽车轮毂则有更高的要求。现有汽车轮毂由铝合金材料经熔炼、铸造、热处理、机加工和表面涂装等步骤制作而成。铝合金材料强度较低，抗震、抗腐蚀性能较差，影响汽车的平衡性、安全性，使用寿命较短。日本汽车行业对铝合金轮毂明确规定，正常条件下行驶5年一换，雪地条件下行驶l年一换。我国汽车行业虽未明确规定，但铝合金轮毂也要根据使用情况及时更换，造成汽车运行成本提高。另外，铝合金轮毂需要进行电镀，化学着色，喷漆等涂装处理，不但使加工工艺复杂，也会造成环境污染。目前，在汽车制造行业中，不锈钢材料已经应用在汽车排气系统、汽车燃油箱、汽车车架、汽车装饰件和其它零部件的制造上，但至今未见到国内外有不锈钢汽车轮毂的报道，更缺少规范、合理的不锈钢轮毂的制造方法。
发明内容本发明要解决的技术问题是克服现有以铝合金为材料，釆用常规工艺制作的汽车铝合金轮毂的不足之处，提供一种能提高汽车平衡性，安全性，延长使用寿命，降低汽车运行成本的高性能汽车不锈钢轮毂，并提供用材配料科学、合理、工艺简化、规范、易操作、无污染的不锈钢轮毂制造方法。本发明的技术方案是高性能汽车不锈钢轮毂为不锈钢铸件，所用不锈钢材料是以铁为基体，含有C、Si、Cr、Ni、Mn主要化学成分的奥氏体型不锈钢。上述奥氏体型不锈钢可采用牌号为0Crl8Ni9或0Crl7Nil2Mo2的不锈钢(可分别由代号304或316表示)，也可进一步改进釆用新的奥氏体型不锈钢，其化学成分及质量百分比含量为CO.06-0.08,Si0.10~1.00，Mn6.00-8.00，P0.01-0.045，S0.01~0.03,Ni3.00-5.00，Cr16.00~18.00，Cu2.00~3,00，N0.10~0.18,其余为Fe及不可避免杂质。本发明技术方案的另一方面是上述不锈钢轮毂制造方法是将合金材料经熔化精炼一一精密铸造一一X射线探伤一一热处理_一机械加工一一表面处理主要步骤制作而成，其改进之处是将以铁为基体，含有C、Si、Cr、Ni、Mn主要化学成分的不锈钢合金材料按步骤顺序进行操作，所述熔化精炼步骤中，待合金材料全熔后，钢液温度设定在154(TC157(TC,开始脱氧精炼，精炼期真空度为l~1.33Pa，精炼时间为3035min，出钢温度为1480°C~153(TC，所述精密铸造釆用压力为0.03~0.08MPa的低压铸造，所述热处理在压力为0.01~0.05MPa的真空热处理炉中进行，炉温控制在1050°C~1080°C，时间5-10min,所述机械加工是在高精度数控机床上进行无切削液、小进刀量、切削速度为800-1000r/min的先钻后车的机加工，所述表面处理为镜面冷抛光处理。上述精密铸造步骤中，最好釆用四开模的模具，并用水和气进行冷却，冷至常温后脱模。根据以上技术方案，本发明的汽车轮毂采用含有C、Si、Cr、Ni、Mn主要化学成分的奥氏体型不锈钢铸件，其抗拉、抗压强度、硬度、韧性、抗震、抗腐蚀、抗氧化等综合性能比铝合金轮毂有显著提高，轮毂长期使用不会变形、缺损、锈蚀，能提高汽车的平稳性、安全性，使用寿命15年以上，而且表面光滑美观，尤其适合高档汽车和有污染、恶劣气候条件下行驶的特殊要求。在不锈钢中，铬、镍是使其获得优良特性的最主要合金元素，铬使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的铬氧化膜，以防止金属内部受到腐蚀破坏，一般含量不少于13%,镍是形成奥氏体组织的首选元素，除了能形成稳定的奥氏体外，还可增强不锈钢钝化膜稳定性，提高钢的耐蚀性、塑性、韧性，降低脆性转变温度，提高抗低温和抗磁性能，并使钢具有良好的冷成型和加工工艺性，因此适当提高铬、镍的含量，有利于提高轮毂的综合性能。但镍的价格昂贵，可增加锰和氮元素，以代替镍，然而锰、氮的加入会影响钢的冷加工性能和易产生气孔，其加入量必须合理控制。铜也可提高不锈钢的不锈性和耐蚀性，并可改善钢的塑性和冷成型性，加入过量则使钢的热加工性能变坏，也要严格控制。基于上述考虑，本发明釆用提Mn降Ni,添加Cu元素，适当控制C、N含量的技术措施，确定了不锈钢化学成分及含量的优选方案，使汽车轮毂的综合性能得到进一步提高。另一方面，本发明在生产汽车轮毂合金铸造的常规工艺的基础上，进行反复试验和重点改进，针对上述不锈钢用料的组分和配比，提出新的不锈钢轮毂制造方法，确定规范、合理的工艺参数，保证了产品的加工性能和质量稳定，并且将表面处理改为镜面冷抛光，使工艺进一步简化，易操作，无污染，产品更加美观。具体实施例方式实施例一选用牌号为0Crl8Ni9的奥氏体型不锈钢合金按下列步骤制造不锈钢轮毂步骤一，熔化精炼合金装炉熔化，全熔后，钢液温度在1540°C~1570。C之间，脱氧精炼，精炼真空度1.10Pa，精炼时间30min,出钢温度1480。C。步骤二，精密铸造釆用压力为0.03MPa的低压铸造，铸造模为四开模的模具，用水气同时冷却，冷至常温后脱膜。步骤三，x射线探伤用工业实时成象系统，使用进口1"KVA金属管对铸造件进行缩松、针孔等缺陷自动识别，并处理。步骤四，热处理在真空热处理炉中进行固熔加时效处理，压力O.OSMPa,炉温1050。C,时间10min,出炉后冷却、水洗、烘干。步骤五，机械加工在高精度CNC双轴立式加工单元数控机床上进行无切削液的先钻后车机加工，进刀量0.02mm/r，速度800r/min。步骤六，气密性检验釆用氦气质谱仪进行漏气试验。步骤七，表面处理轮毂自转，由机械手对其表面进行精密镜面冷抛光。实施例二和三中，不锈钢牌号分别为0Crl7Nil2Mo2和1Crl7Ni7,实施例四至六中不锈钢组分及质量百分比含量如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1、一种高性能汽车不锈钢轮毂，其特征是该轮毂为不锈钢铸件，所用不锈钢材料是以铁为基体，含有C、Si、Cr、Ni、Mn主要化学成分的奥氏体型不锈钢。2、按权利要求1所述高性能汽车不锈钢轮毂，其特征是所述奥氏体型不锈钢牌号为0Crl8Ni9或0Crl7Ni12Mo2。3、按权利要求l所述高性能汽车不锈钢轮毂，其特征是所述奥氏体型不锈钢的化学成分及质量百分比含量为CO.06-0.08，SiO.10~1.00,Mn6.00—8.00,P0.01~0.045，S0.01~0.03,Ni3.00—5.00,Cr16.00~18.00，Cu2.00~3.00，N0.10~0.18,其余为Fe。4、一种生产如权利要求1所述高性能汽车不锈钢轮毂的制造方法，将合金材料经熔化精炼一一精密铸造一一X射线探伤一一热处理一一机械加工一一表面处理主要步骤制作而成，其特征是将以铁为基体，含有C、Si、Cr、Ni、Mn化学成分的不锈钢合金材料按步骤顺序进行操作，所述熔化精炼步骤中，待合金材料全熔后，钢液温度设定在154(TC157(TC,开始脱氧精炼，精炼期真空度为11.33Pa,精炼时间为30~35min，出钢温度为1480°C~1530°C，所述精密铸造釆用压力为0.03~0.08MPa的低压铸造，所述热处理在压力为0.01~0.05MPa的真空热处理炉中进行，炉温控制在1050°C~1080°C,时间510min，所述机械加工是在高精度数控机床上进行无切削液、小进刀量、切削速度为800~1000r/min的先钻后车的机加工，所述表面处理为镜面冷抛光处理。5、按权利要求4所述高性能汽车不锈钢轮毂的制造方法，其特征是所述精密铸造步骤中，采用四开模的模具，并用水和气进行冷却，冷至常温后脱模。全文摘要本发明公开了一种高性能汽车不锈钢轮毂及制造方法，该轮毂为奥氏体型不锈钢铸件，不锈钢可采用0Cr18Ni9或0Cr17Ni12Mo2，最好采用如下化学成分(％)的不锈钢C0.06～0.08，Si0.10～1.00，Mn6.00～8.00，P0.01～0.045，S0.01～0.03，Ni3.00～5.00，Cr16.00～18.00，Cu2.00～3.00，N0.10～0.18，其余为Fe。其制造方法按照合金铸件的常规生产步骤进一步改进确定了规范合理的工艺参数，最后进行冷抛光。本发明的不锈钢轮毂强度、硬度、塑性、韧性及抗震、抗氧化、耐腐蚀性等综合性能比现有铝合金轮毂有显著增强，能提高汽车平稳性和安全性，尤其适合高档汽车使用。文档编号C21D1/773GK101524947SQ20091002935公开日2009年9月9日申请日期2009年4月10日优先权日2009年4月10日发明者何伟国申请人:泰州嘉诚精密合金厂