一套热处理轮毂的设备的制作方法

本实用新型涉及机动车零部件加工技术领域，具体涉及轮毂的生产加工。

背景技术：

铝合金是一种低密度的金属结构材料，其比强度、比模量高，机械加工性能优良，有较好的耐蚀性能，优良的减振性能和切削加工性能，并能承受一定的冲击震动负荷，采用铝合金可以降低产品的自重，减少加工能量，降低能源消耗。随着摩托车的轻量化和节能环保的要求，越来越多的摩托车已采取铝合金轮毂作为标准配置。由于铝合金铸件本身力学性能和切削加工性能存在一定的弊端，为了提高铝合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性，铝合金铸件必须要经过热处理使其相关性能满足使用要求。

目前铝合金轮毂生产行业中沿用适合砂型铸件的工艺生产，工艺方式采用料框集中升温，由于其一次装炉产品多、工艺时间较长，且大批量生产中，受热不均匀等都会影响产品质量的一致性，且采用T6热处理标准工艺，见表1所示，从表1中可以看出现有热处理工艺T6需要花费至少10小时以上的处理时间，由于耗时长，不仅降低了生产效率，也造成巨大的能耗。

表1不同国家铸造铝合金T6热处理标准工艺

中国专利CN101880844A公开了一种汽车轮毂用ZL101A铝合金的热处理工艺，包括如下步骤：铸态毛坯入固溶处理炉升温、固溶温度下固溶处理、出固溶处理炉淬火处理、铸态毛坯入时效处理炉升温、时效温度下时效处理、出时效处理炉后空气介质中冷却，所述固溶处理温度为525-550℃，固溶处理保温时间为60-120分钟；所述时效处理温度为165-180℃，时效处理保温时间为90-180分钟；与传统的T6工艺相比，其缩短了热处理的时间，降低了能耗。虽然该专利的热处理时间比目前国家标准规定的T6处理有所减少，但是其产品质量的一致性和稳定性较为不理想。

技术实现要素：

本实用新型所解决的技术问题：热处理工艺如何提高轮毂的质量。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一套热处理轮毂的设备，包括固溶炉、淬水池、时效炉、依次穿过固溶炉、淬水池、时效炉的输送带，输送带上设有轮毂定位组件，所述轮毂定位组件包括设置在输送带上的中心定位柱、套设在中心定位柱上的轮毂定位件，轮毂定位件设有能够与轮毂中心轴孔配合的锥形部。

上述技术方案改变现有技术将轮毂大批量集中装框的方式，采用小批次连续式进炉的方式，使得产品升温快速，温场稳定，晶粒细化效果均匀，轮毂质量的一致性好。具体地，在输送带的输送下，轮毂依次进入固溶炉、淬水池、时效炉，完成轮毂的热处理工艺。其中，轮毂的中心轴孔套设在中心定位柱上，并被轮毂定位件的锥形部定位，所述锥形部顶压在轮毂中心轴孔的端部。

所述固溶炉具有加热和保温功能，固溶炉能够在60～90分钟内将轮毂温度均匀地上升至545～555℃，并保温10～30分钟。与传统热处理工艺在90～120分钟内将轮毂温度上升至530～540℃、保温270～330分钟相比，提高了固溶温度、缩短了固溶升温和固溶保温的时间，即通过快速升温和短时保温大幅缩短了热处理工艺的时间，提高了生产效率，提升了轮毂的机械性能，比较传统使用的热处理工艺(T6)，使得轮毂能在短时间内提升机械强度和力学性能，轮毂质量稳定性好；并通过高频加热替代传统的煤气或柴油加热方式，减少了轮毂的升温时间，快速将轮毂加热到合理的工艺范围，减少了能源的浪费。

所述固溶炉内设置有用于对所述轮毂进行加热的第一高频感应加热器。

淬水池内的水温为70～90℃，淬水池内设置有水循环装置。淬水池内水循环装置的设置能够使所述淬水池内的水处于流动状态，水温均匀，从而使得轮毂表面没有形成气囊的机会，保持一定的冷却速度，确保淬水效果。

所述时效炉具有加热和保温功能，时效炉能够在40分钟内将轮毂温度均匀地上升至170～180℃，并保温60～90分钟。如此，轮毂在时效处理阶段，提高了时效处理温度、减少了时效保温时间，提高了生产效率。

所述时效炉内设置有用于对所述轮毂进行加热的第二高频感应加热器。

所述轮毂定位组件还包括设置在输送带上且位于中心定位柱旁侧的固定竖板、连接轮毂定位件和固定竖板的连接杆，连接杆与轮毂定位件、固定竖板的连接为可拆卸连接。操作中，轮毂水平套设在中心定位柱上，固定竖板位于轮毂外圆周表面的外侧，在中心定位柱上套设轮毂定位件，轮毂定位件上的锥形部顶压在轮毂中心轴孔的顶端；之后，连接杆连接轮毂定位件和固定竖板，连接杆水平设置，轮毂定位件被连接杆定位，进而，轮毂被定位。

本实用新型所述的热处理轮毂的设备，其有效减少了铝合金轮毂的热处理时间，提高了生产效率，轮毂质量的一致性和稳定性好、机械性能和力学性能好，提高了作业的自动化程度高，降低了工人的劳动强度，减少了能源的消耗。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为一套热处理轮毂的设备的示意图；

图2为输送带10上轮毂定位组件50的示意图；

图3为轮毂定位件52的示意图。

图中符号说明：

10、输送带；

20、固溶炉；

30、淬水池；

40、时效炉；

50、轮毂定位组件；51、中心定位柱；52、轮毂定位件；520、锥形部；531、第一固定竖板；532、第二固定竖板；541、第一连接杆；542、第二连接杆；55、螺母；

60、轮毂；600、轮毂中心轴孔。

具体实施方式

如图1，一套热处理轮毂的设备，包括固溶炉20、淬水池30、时效炉40、依次穿过固溶炉、淬水池、时效炉的输送带10，输送带上设有轮毂定位组件50。

参考图2、图3，所述轮毂定位组件50包括设置在输送带上的中心定位柱51、套设在中心定位柱上的轮毂定位件52、设置在输送带10上且位于中心定位柱51旁侧的固定竖板53、连接轮毂定位件52和固定竖板的连接杆，轮毂定位件设有能够与轮毂中心轴孔配合的锥形部520。

轮毂定位组件50中，固定竖板53的数量为两块，分别为位于中心定位柱的左侧的第一固定竖板531、位于中心定位柱的右侧的第二固定竖板532，任一固定竖板上开设长条形的竖直向通孔。连接轮毂定位件52和第一固定竖板的连接杆为第一连接杆541，连接轮毂定位件52和第二固定竖板的连接杆为第二连接杆542，任一连接杆的两端设有外螺纹，轮毂定位件的左右两侧开设螺纹孔。第一连接杆的右端与轮毂定位件螺接，第一连接杆左端穿过第一固定竖板的竖直向通孔，第一连接杆的左端螺接有一对螺母55，一对螺母夹紧第一固定竖板。第二连接杆的左端与轮毂定位件螺接，第二连接杆右端穿过第二固定竖板的竖直向通孔，第二连接杆的右端螺接有一对螺母，该对螺母夹紧第二固定竖板。

轮毂定位组件50中，轮毂定位件52的底部设有锥形部，轮毂定位件的顶部也设有锥形部，整个轮毂定位件呈上下对称结构。轮毂定位件底部的锥形部顶压在其下方的轮毂上，轮毂定位件顶部的锥形部支撑在其上方的轮毂上，如此，中心定位柱51上可套设若干轮毂定位件52，以定位若干轮毂，若干轮毂呈上下叠加状态。上下两邻两个轮毂之间隔有一个轮毂定位件52，若干轮毂表面能够得到全面的热处理。其中，每个轮毂定位件配套有第一连接杆和第二连接杆。

利用本实用新型所述一套热处理轮毂的设备对铝合金轮毂进行热处理的工艺，包括如下步骤：步骤一，将轮毂按小批量连续进料方式送入固溶炉20内；步骤二，利用所述固溶炉20将轮毂温度在60～90分钟内均匀地上升至545～555℃，并保温10～30分钟；步骤三，将经所述固溶炉20固溶处理后的轮毂在20秒内完全浸入水温为70～90℃的淬水池30内；步骤四，将经淬水处理后的轮毂送入时效炉40内，在40分钟内将轮毂温度均匀地上升至170～180℃，并保温60～90分钟；步骤五，将时效处理后的轮毂送出所述时效炉40，所述步骤一至步骤五中的轮毂通过输送带10进行输送，实现了自动化生产，降低了工人的劳动强度。

所述步骤一中的小批量连续进料方式具体指每工位放置轮毂四件，按节拍时间进入所述固溶炉20，所述节拍时间根据工厂的生产情况而定，本实用新型的小批量连续式进炉的方式，能使得产品升温快速，温场稳定，晶粒细化效果均匀，轮毂质量的一致性好。所述固溶炉20内设置有用于对所述轮毂进行加热的高频感应加热器；所述时效炉40内设置有用于对所述轮毂进行加热的高频感应加热器。所述固溶炉20和所述时效炉40通过高频加热技术对轮毂进行加热，替代了传统的煤气或柴油加热方式，快速将轮毂加热到合理的工艺范围，减少产品升温时间和能源消耗，提高了生产效率。见表2所示，在固溶处理阶段，所述固溶炉20通过采用高频加热技术将固溶升温时间缩短为60～90分钟，从而在一定程度上减少了轮毂的热处理时间。

见表2所示，本实施例中，固溶处理阶段的固溶处理温度为545～555℃，固溶升温时间为60～90分钟，固溶保温时间为10～30分钟，固溶处理时，将铝合金轮毂加热到尽可能高的温度，并在该温度下保持一定的时间，固溶处理温度愈高，铝合金材料愈接近固相线温度，则固溶处理的效果愈好。固溶处理会改变铸态组织中共晶硅的形态，硅相有一个缓慢球化和不断粗化的过程，这种过程随着固溶处理温度的提高而增强。由于固溶处理温度对硅相形态的影响要比保温时间的影响大得多，通过参照相关理论和试验发现，555℃保温60分钟后的硅相形态等同于540℃保温200分钟后的形态，本实用新型通过提高固溶处理温度，减少固溶保温时间来减少轮毂的热处理工艺的时间，同时又提升了轮毂的机械性能和力学性能，轮毂质量的稳定性好。

轮毂淬水时的水温一般选择在70～90℃，而且水的状态对轮毂的机械性能也有一定影响，这是因为轮毂淬水时水温升高，工件表面局部水气化的可能性增大，一旦气囊形成，冷速就明显降低，这会使得轮毂的机械性能降低，本实施例中，所述淬水池30内设置有水循环装置，所述水循环装置能够使得所述淬水池内的水处于流动状态，水温均匀，从而使得轮毂表面没有形成气囊的机会，保持一定的冷却速度，确保淬水的效果。本实施例中，淬水转移时间小于20秒，这是因为淬水转移时间长会使强化元素扩散析出而降低合金的力学性能，所以转移时间越短越好。

本实施方式中，时效处理温度要高于传统热处理工艺(T6)，这是因为在较高的时效温度下，屈服强度随时效时间的增加而提高，延伸率则会降低，硬度升高。相反较低的时效温度和较短时效的时间，屈服强度会偏低，而延伸率升高，硬度降低。本实用新型通过提高时效处理温度、减少时效保温时间来保证轮毂的硬度。

表2新工艺与传统热处理工艺(T6)

与传统的热处理工艺(T6)相比本实用新型有效的减少了铝合金轮毂的热处理时间，提高了生产效率，且轮毂质量的一致性和稳定性好、机械性能和力学性能好，提高了作业的自动化程度高，降低了工人的劳动强度，减少了能源的消耗。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。