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汽车铝轮毂的七种铸造生产工艺

[ 发布日期:2017-12-20 点击:3228 来源: 洛阳森辉玻璃纤维有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]
      常见的汽车轮毂有钢质轮毂及铝合金质轮毂两种。轮毂,别名轮圈,即轮胎内廓用以支撑轮胎的圆桶形、中心装配在轴上的部件。钢质轮毂的强度高,常用于大型载重汽车;但钢质轮毂质量重,外形单,不符合如今低碳、时尚的理念,正逐渐被铝合金轮毂替代。那么铝合金轮毂的工艺有哪些呢?
  1、常规锻造

  锻造是铝轮毂应用较早的成形工艺之。锻造铝轮毂具有强度高、抗蚀性好、尺寸、加工量小等优点,般情况其重量仅相当于同尺寸钢轮的1/2或更低些。锻造铝轮毂的晶粒流向与受力的方向致,其强度、韧性与疲劳强度均显著优于铸造铝轮毂。同时,性能具有很好地再现性,几乎每个轮毂具有同样的力学性能。锻造铝轮毂的典型伸长率为12%~17%,因而能很好的吸收道路的震动和应力。通常铸造轮毂具有相当强的承受压缩力的能力,但承受冲击、剪切与拉伸载荷的能力则远不如锻造铝轮毂。锻造轮毂具有更高的强度重量比。另外,锻造铝轮毂表面无气孔,因而具有很好的表面处理能力,不但能保证涂层均匀致,结合牢靠,而且色彩也好。锻造铝轮毂的缺点是生产工序多,生产成本比铸造的高得多。

  2、低压铸造
  低压铸造是将铸型放在个密闭的炉子上面,型腔的下面用个管(叫升液管)和炉膛里的金属液相通。如果在炉膛中金属液面上加入带压力的空气,金属液会从升液管中流入型腔。待金属液凝固以后,将炉膛中的压缩空气释放,未凝固的金属从升液管中流回到炉中。控制流入炉膛空气的压力、速度,就可以控制金属流入型腔中的速度和压力,并能让金属在压力下结晶凝固。这种工艺点是铸件在压力下结晶,组织致密,机械性能好,金属利用率高。
  3、重力铸造

  金属型重力铸造是指在常压下,液体金属靠重力作用充填金属铸型而获得铸件的种铸造方法,这也是种古老的铸造方法。由于金属液在金属铸型中冷却速度较快,因而铸件比砂型铸造的组织致密,该法工序简单,生产率高,设备投资少,生产成本较低,适用于中小规模生产。但此方法生产的铝轮毂内部质量较差,缩孔缩松严重,浇注过程中氧化膜和熔渣等夹杂物易卷入铸件,有时也会卷入气体而形成气孔缺陷,同时金属液的收得率也较低。大部分整车厂现已拒该工艺生产的车轮,在铝轮毂制造行业有逐渐被边缘化的趋势。

 4、挤压铸造法

  挤压铸造也称为液态模锻,是种集铸造和锻造点于体的新工艺,该工艺是将定量的金属液体直接浇入敞开的金属型内,通过冲头以定的压力作用于液体金属上,使之充填、成形和结晶凝固,并在结晶过程中产生定量的塑性变形。挤压铸造充型平稳,没有湍流和不包卷气体,金属直接在压力下结晶凝固,所以铸件不会产生气孔、缩孔和缩松等铸造缺陷,且组织致密、晶粒细化,机械性能比低压铸造件高。产品既有接近锻件的优良机械性能,又有精铸件次精密成形的高率、高精度,且投资大大低于低压铸造法。缺点是液态模锻的产品与传统锻造产品样,需要铣削加工来完成轮辐的造型。

 

     5、铸造锻造法

  它是将铸件作为锻造工序的坯料使用,对其进行塑性加工的方法。由于将锻造作为零件终成形的工序,因此可以消除铸造缺陷,改善制品的组织结构,使产品的力学性能比铸件大大提高,同时又充分发挥了铸造工艺在成形复杂件方面的优势,使形状复杂的产品锻造工序减少,材料利用率大大提高,生产成本降低。用铸造锻造技术生产铝轮毂,其性能完可以达到锻件的力学性能指标,但生产成本可以比普通锻造件下降30%。目前,该工艺自1996年9月成功地应用到批量生产中以来,已被多家日本公司采用,经济果良好。目前大陆只有少数几个企业(主要在台湾六和系统)在采用这种工艺,设备和技术来自保加利亚。
  6、铸造旋压
  铸旋分“低压铸造+旋压”和“重力铸造+旋压”两种工艺。目前韩系车企对铝轮毂的成型工艺有面采用“低压铸造+旋压”的趋势,其它车系也有部分产品对此工艺有需求,该工艺是铸旋工艺中的主流工艺,做OEM产品的企业大部分都是采用的这种工艺;同时还有少部分做海外零售市场的企业采用“重力铸造+旋压”的工艺,从理论上讲这种工艺是行的通的,它真正把重力铸造和旋压两种工艺的长处结合到了起,产品品质得到了提升,但是由于毛坯是重力铸造工艺生产的,因此这种工艺的经济性非常不好,生产成本很高。总之,铸旋的产品,由于轮辐部分是铸造出来的,它具有与铸造工艺生产出来的产品具有相同的优缺点;而轮辋部分是旋压出来的,因此气密性较好。铸旋产品理论上可以减重,但实际应用上果不明显。
  7、半固态模锻工艺
  所谓半固态模锻,就是将半固态坯料加热到有50%左右体积液相的半固态状态后次模锻成形,获得所需的接近尺寸成品零件的工艺,这是种介于固态成形和液态成形之间的崭新工艺。
  半固态模锻的优点:零件在模内收缩较小,易于近终化成形,机械加工量减少;半固态模锻件表面平整光滑、内部组织致密,晶粒细小,力学性能高于压铸和挤压铸造件;成形不易裹气,宏观气孔和显微疏松比常规铸件中的少得多;成形温度低,模具寿命长。