铝合金轮毂热处理
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铝合金轮毂热处理
1、铝合金轮毂热处理过程及重要性
热处理就是以一定的加热速度,升到某一温度下保温一定时间并以一定的速度冷却，得到某种合金组织和性能要求的一种加工方法。其主要目的是：提高力学性能，增强耐腐性能，改善加工性能，获得尺寸的稳定性。
铸造铝合金轮毂选用的材料是A3５6铝合金（美国牌号）,对应的国内合金牌号为ＺL１0１，属铝-硅系铸造合金,通常采用T６热处理工艺，含义如下表:
表1 热处理状态代号、名称及特点
代号热处理状态名称目的
T１人工时效提高硬度，改善加工性能，提高合金的强度。
T2 退火消除内应力,消除机加工引起的加工硬化,提高尺寸稳定性及增加合金的塑性。
T4 固溶处理提高强度和硬度,获得最高的塑性及良好的抗蚀性能。
Ｔ5 固溶处理+不完全人工时
效
用以获得足够高的强度,并保持有高的塑性，但抗蚀性
下降。
Ｔ6 固溶处理+完全人工时效用以获得最高的强度，但塑性及抗蚀性降低。
T7 固溶处理＋稳定化回火提高尺寸稳定性和抗蚀性,保持较高的力学性能。
T８固溶处理和软化回火获得尺寸的稳定性,提高塑性，但强度降低。
铝合金轮毂的热处理强化的主要方法是固溶淬火加人工时效。在Al-Si-Mg合金中,固溶处理的实质在于:将合金加热到尽可能高的温度,并在该温度下保持足够长的时间，使强化相Mg
２
Si充分溶入α-Aｌ固溶体,随后快速冷却，使高温时的固溶体呈过饱和状态保留到室温。温度愈高,愈接近固相线温度,则固溶处理的效果愈好。固溶处理也会改变共晶Sｉ的形态，随着固溶保持时间的延长，Si相有一个缓慢球化和不断粗化的过程,这种过程随固溶温度的提高而增强。一般铝合金轮毂的固溶温度选择在535－-５4５℃之间，时间为6小时。固溶温度对Sｉ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，５５０℃保温100分钟后的Ｓi相形态等同于54０℃保温300分钟后的形态,目前中信戴卡公司热处理工序步进式连续炉，除特殊产品有明确要求外,均采用固溶5５0℃保温1４0分钟左右的热处理工艺。当然,选择的是较高的固溶温度,对设备稳定性的要求也很高，炉膛内各部温度要均匀，否则局部温度过高,会导致部分产品过热、过烧。
铝合金轮毂淬火时的水温一般选择在60－-80℃之间,而且水的状态对机械性能也有一定影响,这是因为轮毂淬火时水温升高，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,这会使机械性能降低,因而在工件淬火的情况下，必须要开启水循环装置(搅拌器、循环泵等）,使水箱内的水处
于流动状态，水温均匀，工件表面没有形成气囊的机会,保持一定的冷却速度，确保淬火效果。
控制淬火的转移时间对Mg2Ｓi强化相的分布很重要,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，这也是生产实际中为什么要求转移时间控制在２0s之内的原因。
淬火后人工时效温度的选择，对轮毂机械性能的影响非常明显,较高的时效温度下,屈服强度σ0.2随时效时间的增加而提高，延伸率δ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σ0.
２会偏低,而延伸率δ升高，硬度降低。目前时效温度通常选择130-－160℃之间,时间为1５0分钟左右。
根据热处理工序特点及质量特性,热处理工序被定为T特性工序。铝合金轮毂热处理的重要性在于，产品能否满足安全使用要求。其质量特性不能用肉眼直观的进行判别，各项性能指标需要借助专门的检验仪器和设备,对轮毂进行各类检测而获得，由于受到检测频率和检测部位的限制,对于每一炉产品,甚至对每一个产品，检测都只是个别的、局部的，无论如何都不能达到对热处理质量100%的检测，检验也不能完全反映整批产品或整个产品的热处理质量;而且由于热处理过程特点是连续生产，批量投入,一旦出现热处理质量问题,对整个工序的影响面很大；另外热处理的产品是经过了熔炼、铸造、X光等工序的轮毂半成品，如果出现热处理质量问题,其损失也是不言而喻的;更主要的是轮毂热处理缺陷的漏检,很容易引发严重的质量事故，给企业带来无法估量的损失。
2、影响铝合金轮毂热处理性能的因素
首先是热处理工序对性能的影响（工艺参数是前提，工艺执行是过程）;其次是化学成分的影响(合金元素的含量控制，尤其是有害元素Fe的控制);第三是熔炼过程中铝液的净化(除渣、除气）、晶粒细化（常用细化剂AＬ－TI－B）、变质效果(常用变质剂Sr)；第四是铸造过程中的产生的疏松、夹杂、气孔、偏析等缺陷，都会造成热处理机械性能不合格。
３、操作人员对热处理质量的影响
整个热处理过程实际上就是贯彻热处理工艺技术标准的过程。由于热处理生产过程的每一步骤都需要操作者操作完成,让每一个操作者掌握和了解各步骤的操作及工作原理,对稳定热处理产品质量至关重要，所以现场操作人员必须要经过各方面的培训,在达到一定素质和具备了相应的热处理实践经验后,才可安排在热处理生产线上从事相关工作。一个合格热处理操作者除了要熟知铝合金轮毂热处理工序质量控制要点，还要知晓影响控制要点的各类因素;不但能够熟练的操作和维护设备,而且还能够及时发现设备运转过程中的一些异常;不仅要掌握质量管理基本知识,也要明了产品工艺标准和相关技术指令。一个优秀的操作者应该不断的学习业务知识、汲取工作失误的教训,并学会总结经验,在自身素质不断提高的同时，还能够做好新员工的培训,起到传、帮、带的作用。人员稳定是工序质量稳定的前提。
操作人员对T特性的重要性,必须有清晰的认识,明白自己在生产中所承担的相关责任，这既是对自己负责,也是对企业负责、对国家负责。所以操作人员不能轻视热处理工作中的任何影响质量的细节。让质量第一的原则,始终贯穿热处理工作的全过程。所以经常的组织员工接受各类培训(工艺文件、质量意识、设备操作、安全生产、产品处置、各种事故总结分析等）,对稳定工序质量有积极意义。
由于人员的疏忽，造成热处理产品异常的事件很多，带给企业的损失也是较大的,个别企业人员并没有意识到操作的随意性(淬火、出炉前开启炉门等)带来的质量隐患。另外,每个企业在生产中都会出现磕碰伤产品,细细想来大部分磕碰伤都是错误的操作造成的。
４、影响热处理工艺稳定的因素
铝合金轮毂的热处理质量在很大程度上,依赖于设备及仪表控制系统和合理的热处理工艺。直接体现设备稳定的标准就是热处理工艺稳定。要控制铝合金轮毂热处理质量，首先要消除影响工艺稳定的因素，这些影响因素主要有：仪表与热电偶的工作状态、加热系统工作效率、风机循环系统工作状况、炉体的密封与保温效果等等；
４．１、仪表与热电偶的工作状态直接反映温度波动情况，所以首先要确保补偿导线与仪表、热电偶连接可靠。控温仪表参数设置要与工艺标准一致,而且具备相应的报警功能,并能实现加热过程中温度自动调节。固定在炉体上的热电偶不得松动,热电偶扣罩端密封要好,并且确保偶芯与保护管无有短路现象,同时要注意插入炉膛内部热电偶的深度,避免刮蹭工件或料架，造成热电偶弯曲受损,影响温度正常显示。
4.２、加热系统工作效率由于受仪表控温系统控制,所以热电偶位置及控温仪表参数设置,都会影响加热时间和炉膛温度稳定。对于燃气（油）热处理设备，燃气(油）的流量和压缩空气流量的调整，必须以炉温跟踪仪实际检测的炉膛温度曲线为依据，最终锁定满足工艺稳定的合理流量，这样既充分发挥了加热系统工作效率,又减少了不必要的能耗，最关键的是减小了连续生产时的温度波动。
4.3、风机循环系统工作状况关系到铝合金轮毂是否均匀受热，所以风机循环必须要实现时时监控,当转速低于设定的下限值时，要有报警提示，以便及时检查风机状况，调整或更换风机三角带,始终保持炉内风循环量，最大限度的保证铝合金轮毂热处理性能均匀一致。
4.4、炉体的密封与保温效果会影响炉膛温度均匀,不但会造成轮毂性能的不稳定，还会带来二次处理所造成各类损失，而且由于炉门密封不严或局部保温不好,还会带来较大动力消耗，增加生产成本。炉体的密封与保温效果良好，是稳定工艺和设备调整的基础。
5、异常情况下的处置措施
当产品出现质量异常时，必须执行相关的报废、返工、流转等处理流程；设备异常时,也要严格执行应急处理及重新启动的规定，并对受影响的产品采取一定的措施。
6、工艺过程控制
当设备处于良好的工作状态时，铝合金轮毂会在稳定的工艺条件下完成热处理过程。但是当设备出现异常情况，导致工艺波动时,仅仅要求操作者做到及时的发现,是远远不够的。为确保过程控制的稳定性，这就要求从设备控制方面完善各类报警,如超温(低温)报警、风机转速报警、加热系统(断电、断路、熄火）报警、驱动停止报警、淬火转移时间超时报警、水温水位报警等,这些报警通过声光的形式,能够直接被现场操作者接收到,以便及时采取应对措施,在最短的时间内恢复设备正常运行。为确保每一只铝合金轮毂正常完成热处理过程,操作者要按照一定的时间间隔,进行工艺、设备巡检，在生产质量记录单
上要记录详细的产品规格、生产批号、数量、工艺过程及操作者姓名,该记录作为热处理工艺过程控制的原始数据，必须要整理存档以备追溯。为更好的跟踪产品性能情况，工作现场要建立每台设备的产品性能波动图，通过统计过程控制，可及时的发现和消除性能异常波动的因素。
为了确保工艺过程的稳定,每2个月一次的炉温检测是十分必要的,对于连续式生产作业炉，要使用炉温跟踪仪全程检测工艺情况。当实际测温曲线与工艺曲线有差异时,必须对设备进行相应的调整,最终达到测温曲线波动范围在工艺设定的范围之内。
质量检验
铝合金轮毂在热处理工序的质量检验有：产品的专检和自检两大类,此外还应包括检验设备的校准与检定,热处理生产设备上的控温仪表、热电偶、记录仪、压力表等的检定。
产品专检是由质检部门借助专门的实验设备对铝合金轮毂的热处理质量进行验证,如机械性能检验、金相分析等。铝合金轮毂在热处理完成之后，必须要按照送检频次进行机械性能检验，检验部门根据相关的产品标准,对指定部位进行检测，主要项目有:屈服强度、抗拉强度、延伸率和硬度,并通过产品过程控制标准与实际检测值的对比,出具相应的性能检验报告单。当产品质量出现异常时，检验部门必须对异常产品做化学成分分析,以判定合金成分是否符合产品标准的要求，并且通过金相分析,确认热处理后铝合金轮毂的内部显微组织形态及分布状况,依据金相图谱判定级别,出具金相分析报告单，为消除异常、改进工艺、稳定质量指明方向。
工序的自检是由现场操作者完成的，自检的项目有：每个热处理批次的表面硬度检查、产品变形的检查、外观检查等。表面硬度检查是使用便携式硬度检测仪，在工作现场对每个批次的产品随机抽取一只进行检验,发现硬度异常时可增加专门的性能检验,表面硬度检查是性能专检的延伸与补充。产品变形检查主要是轮毂的圆度检查，并对存在变形的产品进行校正复圆。热处理产品下线后,操作者要对产品外观进行检查，在确认没有磕碰伤、裂纹、表皮起泡、颜色发暗等缺陷异常后,在产品指定的位置打上热处理批号,流转下道工序。
试验设备必须是经过相关检验部门检定合格，并在检定有效使用期内,按照标准进行校准后,满足使用，检测数据能够真实反映产品状态。热处理设备上所有的控温仪表、记录仪、热电偶、压力表等同样是经过检验部门检定合格的,并确保在有效期内。
缺陷类型形成原因消除方法
力学性能不合格：表现为δ5偏低；固溶处理状态бb 和δ5不合格；时效后的бb和δ5不合格。1.固溶处理时，温度过低或保温时间
不够或淬火转移时间过长或淬火水温
过高；
2.时效温度偏高或时间过长而造成
бb高而δ5不合格，温度低而时间短
使бb低而δ5偏高；
3.合金化学成分的偏差，如主要成分
偏上限。
1. 将固溶温度提高到上限范围，或
延长保温时间，尽量缩短淬火转移
时间，或在保证淬火不变形不开裂
的情况下降低淬火水温；
2.再次固溶处理后调整时效的温
度和时间；
淬火不均匀：表现在铸件厚大部位拉伸性能低，硬度低；铸件局部加热和冷却不均，如厚大部
位和薄小的部位加热和冷却不一，厚、
大部位热透慢，冷却慢。
1.重新进行热处理，
变形：表现在热处理及随后的机械加工中铸件出现的形状和尺寸变化。1.加热速度过快；
2.冷却太激烈；
3. 装料方法不当，下水方式不对。
1.降低升温速度；
2.提高淬火介质温度；
3.选择合适的料架和正确的下水方
向
裂纹：表现在经热处理后的铸件上出现裂纹1.加热速度过快；
2.淬火冷却太激烈；
3.壁厚差大；
1.降低升温速度；
2.提高淬火水温温度
4.选择合适的料架和正确的下水
方向
过烧：表现为铸件局部熔化产生表面结瘤；力学性能δ5下降；金相组织中出现复熔物等。1.低熔点杂质元素含量偏高，如合金
中的Si和Mg偏高；
2.不均匀地加热和加热过快，使工件
局部加热温度超过过烧温度；
3.工件区的温度局部超过过烧温度；
4.测量和控温仪表失灵，使炉内温度
过高。
1.选用合理的升温速度；
2.定期校测炉内各加热区的温
度，使之不大于±5℃，个别偏
高的部位不予装料；
3.定期校正仪表，保证测温和控
温准确无误。
热处理缺陷简介
※该资料为简单热处理知识,相关工艺参数不能作为指导生产的依据，热处理的生产应以各投资企业设备状况和实际工艺卡片要求为准。
铝合金车轮低压铸造工艺 铝合金车轮制造技术是多种多样的，而铝车轮的铸造工艺，目前主要有两种：一种是金属型重力铸造，一种是低压铸造。我们主要是做汽车铝合金车轮，制造工艺采用的是低压铸造。我们教材面向的对象主要是我们公司的员工，所以对工艺技术的介绍是有针对性的，介绍的方法也是不一样的。 1 低压铸造原理 低压铸造是将铸型放在一个密闭的炉子上面，型腔的下面用一个管(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，压力一般不超过 1 ㎏/㎝2。这种工艺特点是铸件在压力下结晶，组织致密，机械性能好；低压另一个特点就是用一个升液管将铸型直接和炉膛连通，在压力的作用下，直接浇注铸型，不用冒口，浇口也很小。所以金属的利用率高。 2 低铸汽车铝合金轮的工艺特点 汽车铝合金车轮的结构特征：汽车铝合金车轮有大有小，有正偏距，有负偏距，有二片式，有三片式，都是圆形铸件，轮缘是均匀壁厚，面积比较大，轮辐比较厚，轮辐和轮缘交接处热节都比较大。而铝轮毂的浇注系统只有一个小浇口，没有冒口。轮辐多半作为横浇道，但是轮辐的位置是由轮毂的结构所决定的，不是由铸造工艺的设计者来决定的。因此偏距小，或负偏距车轮，会让铸造工艺设计者很头痛。然而轮毂的正面为装饰面，一般要求较高，要求精加工、车亮面、抛光、电镀，而低压铸造正好可以把轮毂的正面放在下模，放在浇口的旁边，在压力下结晶，得到致密的组织。使得低压铸造轮毂正面加工以后，表面质量，表面光洁度都比较好。 3 汽车铝轮低压铸造工艺设计 工艺设计之前，轮毂设计之初，需考虑与轮毂相关的几个基本内容。首先要正确的计算结构强度，这是影响到它生产出来以后安全使用的问题，另一个重要问题是否方便于铸造工艺，是否有利于机加，抛光和电镀，是否有利于减少废品降低成本，提高铸件整体质量，设计一款美观的车轮是不能不考虑它的铸造、加工工艺性的。 4 汽车铝轮低压铸造模具设计 模具设计之前工艺方案是重大的原则问题，方案错了，整个模具设计将全功尽废，如果设计不当，不从铸造工艺角度上去考虑，会极大地影响铸造厂去生产出完美的致密的铸件来。所以在确定模具的设计方案之前，要请专家和现场工作者进行评审。根据产品结构的特点（要注意完全符合顺序凝固条件的产品结构是很少的）评审出一个能创造顺序凝固条件的模具设计方案。模具设计者要深黯与之相关的铸造设备和铸造工艺，设计者要多到现场去请现场的工作者指导。动手设计时要对以下方面进行考虑： a在轮毂的零件图上画出轮毂各部份的加工余量； b在上下模和型芯各个部位，需要考虑适当的拔模斜度； c为了考虑铸件的顺序凝固，对铸件壁厚要通过“补贴”调整圆角，减小热节等措施来尽量符合“壁厚梯度”原则，还要在铸件补缩的距离上给予适当的壁厚考虑，在必要的地方要考虑风冷或水冷，总之整个模具从轮缘到浇口要创造一个顺序凝固的温度场。 d铸型的排气，特别在大平面或死角部分； e在铸件的凸台部份考虑是否用铜块，增加冷却速度；
铸造铝合金轮毂T6热处理工艺的优化研究 陈旷1，关绍康1，胡保健2,梁允勇3 (1．郑州大学材料科学与工程学院，河南郑州450002；2．三门峡戴卡轮毂制造有限公司，河南三门峡472000；3．奇瑞汽车有限公司，安徽芜湖241009) 摘要：研究了固溶时间、淬火停留时间及涂装烘烤工艺对A356合金铸造轮毂性能的影响规律并优化了T6热处理工艺，将淬火停留时间缩短到2h。研究表明：未涂装时优化工艺使合金抗拉强度达到240MPa，屈服强度达到181MPa。伸长率达到8％；涂装后抗拉强度达到262MPa，屈服强度达到179MPa，伸长率达到9％，接近并达到目前国内T6工艺的强度性能，超过了国内轮毂行业的强度性能标准，具有一定的生产实际意义。 关键词：T6；涂装烘烤；A356；淬火停留时间 中图分类号：TG142．4文献标识码：A文章编号： 1001—3814(2006)06-0030-03 铝合金轮毂具有节油、真圆度好、散热性好、坚固耐用、外观美观和操作轻快等优点，作为钢制轮毂的良好替代品。已广泛应用于轿车和客车上。但由于铝合金热处理后需要经历一次涂装烘烤工序，相当于对合金进行一个后续热处理，以往的研究仅局限于合金T6工艺的研究，因此作者研究了固溶时间、淬火停留时间及涂装烘烤工艺对合金力学性能和组织的影响，并在研究基础上优化了T6工艺。研究表明，合金经优化工艺处理后其力学性能超过了目前国内A356合金低压铸造轮毂的标准，但比传统T6工艺的处理周期缩短了约8h，大大节约了生产成本。 1试验材料和试验方法 1．1原材料和试验设备 原材料为A356合金锭，99．7％以上的工业纯铝、纯镁锭、1#结晶硅，变质剂采用A1-10％Sr，细化剂选用A1．5Ti-1C，配制成符合要求的合金成分；试验设备及测试仪器：5t燃气炉，德国GIMA低压铸造机，SX-4-10箱式电阻炉，WDW-50微机控制电子万能试验机。
铝合金车轮低压铸造工艺 目录 铝合金车轮低压铸造工艺 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 1.2 低铸汽车铝合金轮的工艺特点 1.3 汽车铝轮低压铸造工艺设计 1.4 汽车铝轮低压铸造模具设计 1.5 铝轮低压铸造工艺过程 1. 模具检查 2. 模具喷砂 3. 模具的准备 4. 模具涂料 5. 涂料性能和配比 6. 涂料的选择 7. 模具的预热和喷涂 1.6 开机前的准备工作 1. 保温炉的准备 2. 陶瓷升液管的准备 3. 设备和工艺工装的准备
1.7 铝车轮低压铸造液面加压规范 1. 加压规范的几种类型 2. 铝车轮低压铸造加压规范的设定 3. 设计铝轮低铸加压曲线的步骤 4. 铝轮低铸工艺曲线实例 1.8 铸件缺陷分析，原因及解决办法 1. 疏松（缩松）的形成与防止 2. 缩孔的形成与防止 3. 气孔的形成与防止 4. 针孔的形成与防止 5. 轮毂的变形原因及防止 6. 漏气的产生原因及防止 7. 冷隔（冷接，对接），欠铸（浇不足，轮廓不清）的形成与防止 8. 凹（缩凹，缩陷）的形成与防止 铝合金车轮低压铸造工艺 铝合金车轮制造技术是多种多样的，而铝车轮的铸造工艺，目前主要有两种：一种是金属型重力铸造，一种是低压铸造。我们主要是做汽车铝合金车轮，制造工艺采用的 是低压铸造。我们教材面向的对象主要是我们公司的员工，所以对工艺技术的介绍是有针对性的，介绍的方法也是不一样的。 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 低压铸造是将铸型放在一个密闭的炉子上面，型腔的下面用一个管(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
浅谈汽车铝合金轮毂锻造成形工艺的应用 发表时间：2018-06-15T15:20:22.017Z 来源：《电力设备》2018年第3期作者：杨倩 [导读] 摘要：在汽车行驶系统当中，轮毂属于其中非常重要的一项组成部分，在制作过程中实现了对各种先进工艺的充分利用。 （秦皇岛戴卡兴龙轮毂有限公司河北省轻合金车轮工程技术研究中心河北省秦皇岛市 066000） 摘要：在汽车行驶系统当中，轮毂属于其中非常重要的一项组成部分，在制作过程中实现了对各种先进工艺的充分利用。如今，在汽车制造中，汽车铝合金轮毂锻造成形工艺得到了非常普遍的应用，因为其自身具备非常明显的优化，所以在汽车制造业中获得了非常广泛的发展前景，同时也对汽车行业的应用地位进行了明确。本文主要针对汽车铝合金轮毂锻造成形工艺进行了分析，希望能为相关人员提供合理的参考依据。 关键词：汽车；铝合金轮毂；锻造；成形工艺；应用 轮毂属于汽车系统当中一项非常重要的组成构件，并且对于使用性能方面有着非常高的要求。铝合金汽车轮毂与钢制汽车轮毂相比具有一定的差异，铝合金汽车轮毂其优势主要体现在重量比较轻、耗油量较低，并且还具有非常强的减震性能，这对于提升汽车的形式性能有着非常重要的作用，从而为汽车行驶的安全性提供良好的保障。在我国制造业水平不断提升的基础上，汽车行业也开始面向安全与节能的方向不断发展，而轮毂性能在一定程度上将直接影响到汽车的安全性。铝合金轮毂因为自身所具有的优势，在汽车制造业中得了非常广泛的应用。 1.汽车铝合金轮毂的特点分析 在汽车系统的各个组成构件中，汽车轮毂属于其中非常重要的一项组成部分，在制造过程中如果实现对铝合金轮毂的有效利用，可以在很大程度上提升汽车的行驶性能，同时还能为汽车行驶过程中的安全性能提供良好的保障。结合实际情况可以了解到，汽车铝合金轮毂如今在汽车制造业中得到了非常广泛的应用，其应用优势主要体现在了以下几个方面. 1.1良好的散热性能 通常情况下，汽车在行驶过程中会产生一定的热源，这些热源主要是由刹车或者是轮胎与地面之间进行摩擦而导致的。尤其是在高速行驶的基础上，车轮本身的温度会一直呈现出上升的趋势，这就会在很大程度上提升轮胎爆炸现象发生的概率。而通过对铝合金轮毂的使用，其散热性能要比普通的钢铁轮毂超出三倍左右，并且在结构的设计方面也有助于热源的散发，即便是处于连续刹车的状态下，也能够将汽车轮胎温度控制在一定的范围之内，从而可以为汽车行驶过程中的安全性提供良好的保障。 1.2 有效改善汽车的行驶性能 在汽车系统制造过程中，通过对铝合金轮毂的使用，可以在一定程度上实现对于轮胎之间的有效分离，这样振摆与振动的现象就会相应的减小，从而使汽车的重心得到不断的改善。主要是因为铝合金在振动性能方面要明显高于钢材质，并且铝合金轮毂在进行制造的过程中所选择的工艺为数控设备，这就能体现出良好的平衡性。而钢轮毂在制造的过程中主要是通过焊接的形式来完成的，导致平衡性得不到有效的保障，尤其是在高速性能方面得不到有效的改善。而通过对铝合金轮毂的利用，就能对钢轮毂中存在的问题实现有效的解决，结合相关的调查结果可以了解到，铝合金轮毂在振动程度方面要比钢轮毂减少了10%左右。 2.汽车铝合金轮毂成形方法 2.1 锻造成形法 锻造成形法指的是在对锻压机械充分使用的基础上，针对金属配料属于一定的压力，在这时就能使金属产生一定的变形现象，从而可以具备相应的机械性能。通过对锻造成形法的应用，可以针对金属冶炼过程中产生的疏松问题进行有效的解决，同时还能对整体的结构进行不断的优化，在机械性能方面要明显的优于普通材料的铸件。结合相关设备中的组成构建可以了解到，一些重要的零部件因为受到工作条件的影响，如果形状比较简单的部件可以采用焊接的形式来完成，其中锻件方式有着非常广泛的应用，如今锻造技术已经形成了完善的加工流程，主要包括了下料、加热、锻造、热处理、粗加工以及表面处理等几个方面的内容。 2.2 铸造成形法 铸造成形法主要是对金属进行熔炼，在达到液体状态之后，浇筑到相应的铸型当中，然后经过凝固以及处理工作之后，就能得到预期形状以及大小的铸件。当铸造毛坯成形之后，不仅可以减少对机械以及人工的使用，同时还能减少成本的投入力度。在汽车制造过程中。铝合金轮毂因为自身具有明显的实用性强以及成本低等优势，所以在制造行业中实现了非常广泛的应用。 2.3 旋压成形法 旋压成形法具有锻造、挤压、拉伸以及弯曲等特点，属于目前一种新型的制造工艺，在旋压机芯模上，实现了与金属统柸、平板毛柸以及预制柸之间的有效结合，是一种空心旋转体零件。在对这种方法进行使用的过程中，不但可以实现非常高的精准度，同时还能有效保证表面的清洁性，产品在使用过程中具有非常强的性能，因此，在制造过程中实现了非常广泛的应用。 3.汽车铝合金轮毂锻造成形工艺 汽车铝合金轮毂锻造工艺目前在汽车制造过程中有着非常广泛的应用，主要是因为这种制造工艺实现了轮毂质量以及性能方面的有效结合。汽车轮毂锻造工作的开展，在一定程上将直接影响到汽车最终的使用性能，因此，汽车轮毂锻造属于整个制造过程中的重点环境。如果在锻造工作操作过程中没有对细节方面实现合理的控制，那么最终将会对汽车的使用性能带来非常严重的影响，同时也会影响汽车行驶过程中的安全性，从而可能会带来各种安全隐患的发生，严重时可能会出现轮毂断裂的现象。因此，在汽车制造过程中，工作人员一定要对汽车铝合金轮毂锻造环节引起足够的重视，对具体的锻造工艺操作流程进行全面的了解，这样才能为轮毂锻造的形成质量提供良好的保障，在汽车铝合金锻造成形工艺使用过程中，需要对以下几个方面引起足够的重视：首先，需要对锻件工艺性进行深入分析。在这一过程中需要对锻件的材料、尺寸以及形状等方面进行充分的考虑，在对材料进行选择的过程中，应该实现对开式锻模方法的有效利用，通常情况下可以进行闭式模锻，针对于一些塑性比较差的材料而言，应该实现对闭式模锻的充分利用。在对模锻进行选择的过程中，一般都是选择了铝合金等轻金属，或者是有色合金进行利用，主要是因为这些材质在模锻过程中所产生的温度比较低，并且不会对模具带来磨损现象；其次，在形状方面，关于轮毂或者是轴承等旋转体锻件，一般情况下可以采用整体凹模模锻。如果是锻件本身的形状具有一定的复杂性，只有在模锻时可以从模膛当中进行取出，就可以对整体凹模模锻进行充分的利用，因此，旋转体部件或者是形状比较复杂的锻件可以进行精密模锻；最后，关于尺寸以及表面的质量，在对锻造成形工艺进行利用的过程中，关于模具的设计工作一定要对影响锻件精度的相
铝合金轮毂热处理
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铝合金轮毂热处理 1、铝合金轮毂热处理过程及重要性 热处理就是以一定的加热速度,升到某一温度下保温一定时间并以一定的速度冷却，得到某种合金组织和性能要求的一种加工方法。其主要目的是：提高力学性能，增强耐腐性能，改善加工性能，获得尺寸的稳定性。 铸造铝合金轮毂选用的材料是A3５6铝合金（美国牌号）,对应的国内合金牌号为ＺL１0１，属铝-硅系铸造合金,通常采用T６热处理工艺，含义如下表: 表1 热处理状态代号、名称及特点 代号热处理状态名称目的 T１人工时效提高硬度，改善加工性能，提高合金的强度。 T2 退火消除内应力,消除机加工引起的加工硬化,提高尺寸稳定性及增加合金的塑性。 T4 固溶处理提高强度和硬度,获得最高的塑性及良好的抗蚀性能。 Ｔ5 固溶处理+不完全人工时 效 用以获得足够高的强度,并保持有高的塑性，但抗蚀性 下降。 Ｔ6 固溶处理+完全人工时效用以获得最高的强度，但塑性及抗蚀性降低。 T7 固溶处理＋稳定化回火提高尺寸稳定性和抗蚀性,保持较高的力学性能。 T８固溶处理和软化回火获得尺寸的稳定性,提高塑性，但强度降低。 铝合金轮毂的热处理强化的主要方法是固溶淬火加人工时效。在Al-Si-Mg合金中,固溶处理的实质在于:将合金加热到尽可能高的温度,并在该温度下保持足够长的时间，使强化相Mg ２ Si充分溶入α-Aｌ固溶体,随后快速冷却，使高温时的固溶体呈过饱和状态保留到室温。温度愈高,愈接近固相线温度,则固溶处理的效果愈好。固溶处理也会改变共晶Sｉ的形态，随着固溶保持时间的延长，Si相有一个缓慢球化和不断粗化的过程,这种过程随固溶温度的提高而增强。一般铝合金轮毂的固溶温度选择在535－-５4５℃之间，时间为6小时。固溶温度对Sｉ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，５５０℃保温100分钟后的Ｓi相形态等同于54０℃保温300分钟后的形态,目前中信戴卡公司热处理工序步进式连续炉，除特殊产品有明确要求外,均采用固溶5５0℃保温1４0分钟左右的热处理工艺。当然,选择的是较高的固溶温度,对设备稳定性的要求也很高，炉膛内各部温度要均匀，否则局部温度过高,会导致部分产品过热、过烧。 铝合金轮毂淬火时的水温一般选择在60－-80℃之间,而且水的状态对机械性能也有一定影响,这是因为轮毂淬火时水温升高，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,这会使机械性能降低,因而在工件淬火的情况下，必须要开启水循环装置(搅拌器、循环泵等）,使水箱内的水处
汽车铝合金轮毂的在线无损检测 刘明利 谢晋 于革刚 张书立(机械科学研究院 北京 100044) 鲁永长 张培君 王绍江 (中信戴卡轮毂制造有限公司 秦皇岛 066000) 摘 要 简要阐述了汽车铝合金轮毂的在线无损检测技术,介绍了一种专门用于汽车轮毂在线检测的X射线探伤设备的工作原理。 主题词 汽车轮毂 无损检测 X光机 1 概述 汽车铝合金轮毂最早出现在1923年,但是真正形成大规模生产是在80年代,其中以日本生产的最多,年产量达到1000万只以上。我国在80年代中期开始从国外引进铝合金轮毂生产线,目前年产量已达到100万只以上。铝合金轮毂重量轻、造型优美,能使轿车更美观,同时,散热性能好,增强了轮胎使用寿命以及具有更好的运动学和动力学性能,这些正是它在轿车领域广泛使用的重要原因。 目前比较成熟的铝合金轮毂制造工艺主要有低压铸造法、锻造法、冲挤成型法、滚形法、旋压法等,但不管采用哪种制造工艺都不能保证每件产品内部都没有缺陷。而这种内部缺陷仅凭“肉眼”不能发现,检查时又不允许破坏工件,因此,人们想到了无损检测技术,而且把它作为铝合金轮毂制造工艺中的重要环节,即每一个轮毂只有经过无损检测确定无缺陷后,才能进入下一道工序,可见轮毂的在线无损检测技术在其生产中是非常重要的。 2 汽车轮毂无损检测的设备组成汽车铝合金轮毂在压铸后存在的缺陷一般是气孔、夹杂、疏松,属于体积型缺陷,射线检测比较适用,因此在实际工作中一般采用射线检测法。 在低压铸造法当中,轮毂的生产要经过以下8个工序: 选料→精炼→低压铸造→X射线检查(100%)→清理,喷砂、去毛刺→热处理→机械加工→表面处理 由于X射线检查处于生产线上的第4道工序,因此,从安全和提高生产效率考虑,必须使轮毂处在封闭的铅房内,进行自动检测。这样,就需要一套专门的自动检测设备,对每一个轮毂进行无损检测,然后进行下一道工序。 作者近期为中信秦皇岛戴卡轮毂股份有限公司研制了1套专门用于汽车轮毂在线检测的X光探伤设备,如图1所示。该设备主要包括以下几个部分 : 图1 设备外形图 1)X射线发生器和图像增强器 X射线穿透轮毂照射在图像增强器上,形成的透视图信号经导线传送到监视器上,显示轮毂体内部质量。 2)铅板房 — 1 4 —
铝合金轮毂基础知识 一、轮毂的概念及工作状况 ●轮毂的概念： 轮毂又叫轮圈，在行业外也有一些不同的叫法：车轮、轮辋等。它作为整车行驶部分的主要承载件，是左右整车性能最重要的安全部件，在OE主机厂被定为A级安全件。 ●轮毂的受力状况： 轮毂通常会受到两个力的作用：一是要承受静态时车辆本身垂直方向的自重载荷；二是要经受车辆行驶中来自各个方向因起动、制动、转弯、石块冲击、路面凹凸不平等各种动态载荷所产生的不规则应力。 轮毂的静态应力分布 轮毂被安装到车上后，车轮便承受着整车垂直方向的自重力。其中轮辋部分是通过轮胎的充气压力传递而来的，轮辐部分的力是通过轮辋传递来的车辆自重力，这些力都属于静态应力。 二、轮毂的工艺介绍及材质优缺点 ●轮毂的材质分类及应用车型： 轮毂通常使用的材料有钢材和铝合金材料两大类，即钢圈和铝轮。钢圈多应用于卡车、货车和大客车等；铝轮已普通应用于轿车、SUV/MPV等(不过有的汽车厂为降低成本给轿车配的备胎还有使用钢圈)。 ●“钢圈”的工艺介绍及材质优缺点： 生产工艺：是用合金钢板材通过轧辊和冲压制成轮辋、轮辐(或钢丝)的坯料，再经铆接、点焊、二氧化碳电弧焊、挤压等工序装配组合而成。 材质优缺点： 优点：制造工艺简单，生产成本低、价格便宜，抗金属疲劳能力强不易变形等。 缺点：外形不美观造型单一，重量大耗油，惯性阻力大，散热性较差，易生锈等。 ●“铝轮”的工艺介绍及材质优缺点： 生产工艺：是将铝合金锭熔化成铝液后进行精炼变质、除气扒渣处理形成较纯净的铝液，铝液再进行铸造浇铸(重力或低压)成白毛坯之后去除浇口、帽口再进行热处理（固熔→淬火→时效），再通过数控车床和加工中心做机械加工形成半成品，再进行粗打磨、前处理清洗、吹水烘干、喷粉+烘烤固化形成粉坯，再进行精打磨、喷色漆、喷透明漆(或透明粉)+烘烤固化后形成最终成品。 ●“铝轮”的工艺介绍及材质优缺点： 材质优缺点： 优点：外观美观造型丰富，重量轻省油，惯性阻力小增加改动机寿命，散热性较好提高轮胎寿命，制造精度高平衡性佳/舒适度好等，漆层附着不易生锈。 缺点：制造工艺复杂，生产成本高，价格较贵，材质较脆抗金属疲劳能力一般容易变形开裂(受严重撞击时易断裂)等。 三、铝合金轮毂的材料介绍 ●铝合金轮毂所应用的材料型号： 轮毂在铸造铝合金方面，目前行业里广泛使用的材料是A356.2铝合金(是属于美国ASTM标准里的
表面处理工艺
电镀工艺 1前言 2常用镀种简况 2.1镀锌 2.2镀铜 2.3镀镍 2.4镀铬 3合金电镀 3.1高耐蚀锌合金电镀工艺 3.1.1电镀锌-铁合金工艺及钝化处理 3.1.2电镀锌-镍合金工艺及钝化处理 3.2代铬工艺 3.3玫瑰金电镀工艺 3.4仿金电镀工艺 3.5黑色镀层电镀工艺 4电子电镀 4.1PCB电镀简况 4.1.1传统的PCB的电镀 4.1.2直接电镀技术出现和发展 4.1.3印制板电镀多种表面涂复工艺流程实例4.1.4印制板电镀技术的最新进展 4.2电子元器件和接插件的电镀
4.2.1电子元器件和接插件电镀简况 4.2.2微电子元器件电镀 4.2.3镀锡 4.2.4甲基磺酸镀锡铅合金 4.2.4.1甲基磺酸镀锡铅合金溶液的原材料 4.2.4.2镀液配方及操作条件 4.2.5无铅钎焊电镀工艺的发展 5化学镀镍 6典型通用产品的电镀工艺 6.1锁具、灯饰与装饰五金的电镀 6.2摩托车、汽车配件与钢制家俱的电镀 6.3卫生洁具配件的电镀 6.4电池壳的电镀 6.5汽车铝合金轮毂的电镀 7环境保护与清洁生产 7.1电镀废水处理技术现状 7.2清洁生产势在必行 8电镀技术发展展望 8.1培养与造就一批高素质的电镀复合型人材，培训一大批现场工程师与技师 8.2形成比较完善的电镀技术研究开发体系 8.3我们基础化工原材料、金属材料品种还不够
齐全，质量参差不一 8.4电镀生产过程的自动化控制 8.5宣传、贯彻质量管理和质量保证体系的ISO9000标准、ISO14000及电镀国家、行业标准 8.6加强国际间的合作与交流，参加国际市场竞争 8.7加强工艺管理及设备配套，切实提高产品质量 8.8缩小南北、东西差距，重新思维观念定位8.9环境保护与资源回收利用 铝汽缸镀铬故障的解决办法 1 故障分析 由于铝在空气中易氧化，从前处理到电镀的每一个细小环节出现问题，都可能引起镀层剥落，因此在查找原因时，必须深入生产现场，逐个工序进行排查。 由于长期承担小型无人驾驶飞机的生产任务，其中发动机汽缸材料为铸铝合金。为了提高汽缸体内腔的表面硬度，增强耐磨性能，长期以来一直采用镀硬铬工艺；镀层的各项性能均较好。然而近来有一批汽缸体在镀铬后出现了镀层
宁波卓锋汽车科技有限公司汽车铝合金轮毂生产项目 环境影响评价审批前公示 一、建设项目概况及污染源分析 项目名称：汽车铝合金轮毂生产项目 项目性质：新建 建设单位：宁波卓锋汽车科技有限公司 建设地点：宁波市北仑区春晓庆河路176号6幢 项目概况：本投资4000万元，租用深圳市凯瑞梅特科有限公司位于北仑区春晓庆河路176号所属厂房两幢，总建筑面积6700m2，从事铝合金轮毂的生产和加工，建成后预计可年产汽车铝合金轮毂30万件。 二、项目建设可能对环境造成的影响 1、施工期 无 2、营运期 营运期本项目主要污染物与排放量汇总见下表。
1、施工期 本项目租用已建厂房，无施工期污染。 2、营运期 1）废气排放影响分析结论 （1）熔化炉烟气、保温炉烟气（铝屑处理线干燥炉烟气） 项目熔化炉、保温炉、固熔热处理线均采用天然气为燃料供热，其中熔化炉烟气与保温炉烟气经收集后供热于铝屑处理线干燥炉，然后通过一套碱液喷淋塔净化处理后15m高的排气筒排放。根据工程分析结果，其主要污染物SO2排放浓度为0.069mg/m3，烟尘排放浓度为2.083mg/m3，NO X排放浓度为6.31mg/m3，能达到《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）中的二级标准和《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）中大气污染物特别排放限值，对周边环境空气影响较小。 （2）固熔/时效热处理烟气 项目固熔热处理炉采用天然气为燃料，产生高温烟气经收集后输送至时效热处理炉供热，然后通过1根15m高的排气筒排放。根据工程分析结果，其主要污染物SO2排放浓度为1.667mg/m3，烟尘排放浓度为4.167mg/m3，NO X排放浓度为33.61mg/m3，能达到《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）中的二级标准和《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）中大气污染物特
铝合金轮毂热处理相关知识 1、铝合金轮毂热处理过程及重要性 热处理就是以一定的加热速度，升到某一温度下保温一定时间并以一定的速度冷却，得到某种合金组织和性能要求的一种加工方法。其主要目的是：提高力学性能，增强耐腐性能，改善加工性能，获得尺寸的稳定性。 铸造铝合金轮毂选用的材料是A356铝合金（美国牌号），对应的国内合金牌号为ZL101，属铝-硅系铸造合金，通常采用T6热处理工艺，含义如下表： 表1 热处理状态代号、名称及特点 铝合金轮毂的热处理强化的主要方法是固溶淬火加人工时效。在Al-Si-Mg 合金中，固溶处理的实质在于：将合金加热到尽可能高的温度，并在该温度下保持足够长的时间，使强化相Mg2Si充分溶入α-Al固溶体，随后快速冷却，使高温时的固溶体呈过饱和状态保留到室温。温度愈高，愈接近固相线温度，则固溶处理的效果愈好。固溶处理也会改变共晶Si的形态，随着固溶保持时间的延长，Si相有一个缓慢球化和不断粗化的过程，这种过程随固溶温度的提高而增强。一般铝合金轮毂的固溶温度选择在535--545℃之间，时间为6小时。固溶温度对Si 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，550℃保温100分钟后的Si相形态等同于540℃保温300分钟后的形态，目前中信戴卡公司热处理工序步进式连续炉，除特殊产品有明确要求外，均采用固溶550℃保温140分钟左右的热处理工艺。当然，选择的是较高的固溶温度，对设备稳定性
的要求也很高，炉膛内各部温度要均匀，否则局部温度过高，会导致部分产品过热、过烧。 铝合金轮毂淬火时的水温一般选择在60--80℃之间，而且水的状态对机械性能也有一定影响，这是因为轮毂淬火时水温升高，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，这会使机械性能降低，因而在工件淬火的情况下，必须要开启水循环装置（搅拌器、循环泵等），使水箱内的水处于流动状态，水温均匀，工件表面没有形成气囊的机会，保持一定的冷却速度，确保淬火效果。 控制淬火的转移时间对Mg2Si强化相的分布很重要，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，这也是生产实际中为什么要求转移时间控制在20s之内的原因。 淬火后人工时效温度的选择，对轮毂机械性能的影响非常明显，较高的时效温度下，屈服强度σ0.2随时效时间的增加而提高，延伸率δ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σ0.2会偏低，而延伸率δ升高，硬度降低。目前时效温度通常选择130--160℃之间，时间为150分钟左右。 根据热处理工序特点及质量特性，热处理工序被定为T特性工序。铝合金轮毂热处理的重要性在于，产品能否满足安全使用要求。其质量特性不能用肉眼直观的进行判别，各项性能指标需要借助专门的检验仪器和设备，对轮毂进行各类检测而获得，由于受到检测频率和检测部位的限制，对于每一炉产品，甚至对每一个产品，检测都只是个别的、局部的，无论如何都不能达到对热处理质量100%的检测，检验也不能完全反映整批产品或整个产品的热处理质量；而且由于热处理过程特点是连续生产，批量投入，一旦出现热处理质量问题，对整个工序的影响面很大；另外热处理的产品是经过了熔炼、铸造、X光等工序的轮毂半成品，如果出现热处理质量问题，其损失也是不言而喻的；更主要的是轮毂热处理缺陷的漏检，很容易引发严重的质量事故，给企业带来无法估量的损失。 2、影响铝合金轮毂热处理性能的因素 首先是热处理工序对性能的影响（工艺参数是前提，工艺执行是过程）；其次是化学成分的影响（合金元素的含量控制，尤其是有害元素Fe的控制）；第三是熔炼过程中铝液的净化（除渣、除气）、晶粒细化（常用细化剂AL-TI-B）、变质效果（常用变质剂Sr）；第四是铸造过程中的产生的疏松、夹杂、气孔、
铝合金轮毂铸造裂纹缺陷及预防 裂纹，铝合金轮毂铸造常见缺陷之一；它是产品失效的直接原因。现场对裂纹的认知缺少，难以采取有效解决办法，本文主要介绍毛坯中主要裂纹缺陷。 低压铸造铝合金轮毂常见裂纹缺陷，按缺陷位置分可分为：内轮缘裂纹、外轮缘裂纹、冒口裂纹、胎圈座裂纹、轮辐夹角裂纹、螺栓孔裂纹等。按裂纹冷热性质分可分为：热裂纹、冷裂纹，其中内外轮缘裂纹一般属于冷裂纹，它主要出现在成品车轮，由疲劳源产生裂纹。以下将按照部位一一解释、 在解释毛坯裂纹之前，需先解释热裂与冷裂的定义及区别。 热裂的形成温度是在合金形成金属骨架，线收缩开始温度到固相线温度区内，这一温度区间称为“有效结晶温度区间”。目前，关于热裂的形成机理主要有两种解释：强度理论和液膜理论。强度理论认为：合金存在热脆区以及热脆区内合金的断裂应变低是产生热裂的重要原因，铸件内变形集中是热裂形成的必要条件；因此，合金凝固过程中，收缩受到外界阻碍时，如果产生的外应力超过合金的强度，则会有裂纹产生。液膜理论认为：热裂的形成是由于铸件在凝固末期晶间存在液膜和铸件在凝固过程中受到拉应力共同作用的结果；如果铸件收缩受到阻碍，拉应力和变形主要集中在液膜上，使液膜被拉长，当应力足够大时，液膜开裂形成晶间裂纹。目前比较主流的原因是：液膜的存在是形成热裂的主要原因，铸件收缩受阻是形成热裂的必要条件；主要集中作用于晶间液膜上，使液膜开裂。 冷裂是由于模具温度低，外表面将凝固成一个薄的固态壳层。内部未凝固的金属液受压力直接作用于刚凝固的外表壳层上，使其受拉应力，而这个外表固态壳层是凝固时间不长、内部又受到高温液体加热的高温层，其边缘温度处在液固两相的临界温度上，根据液膜理论，从而使其形成裂纹源，在冷却过程中，受拉应力作用，不断生长，最终将成为裂纹 内外轮缘裂纹，严格来讲不属于铸造裂纹范畴；在铸造过程中内外轮缘作为产品延伸率最佳区域，极少出现铸造裂纹。经常出现在汽车行驶几万公里后，主要成形原因为疲劳或外力作用开裂。 冒口裂纹，典型的热裂；一般由于冒口凝固不足，强度较低或冒口造型不佳造成起拔模力大产生拉裂。典型状况为冒口内裂、冒口表层横向开裂、冒口内纵
汽车车轮生产工艺现状和发展趋势 整理时间：2008-8-21 10:51:57 来源：华南理工大学机械工程学院打印评论收藏关闭 您正在阅读的是：汽车车轮生产工艺现状和发展趋势，欢迎您转贴给朋友。 车轮是车辆承载的重要部件，其质量直接关系到人的生命安全。目前车轮的主要材料有铝合金、钢材、镁合金以及一些复合材料和钢铝组合材料。本文分别讲述了铝合金车轮和钢车轮的制造工艺，其中铝合金车轮的制造工艺有铸造、锻造以及前沿的旋压－流动复合成形工艺和辗压－旋压复合成形工艺，钢制车轮的制造工艺有轮辋辊压技术、轮辐冲压技术以及前沿的辊压整体成形技术，分析了各个工艺的优缺点及代表性的生产厂家，阐述了前沿的车轮制造工艺和整个车轮行业的发展趋势 1引言 汽车车轮承受着车辆的垂直负荷、横向力、驱动（制动）扭矩和行驶过程中所产生的各种应力，它是高速回转运动的零件、要求尺寸精度高、不平衡度小、支撑轮胎的轮辋外形准确、质量轻，并有一定的刚度、弹性和耐疲劳性。因此要求车轮具有足够的负载能力及速度能力、良好的缓冲性和气密性、良好的均匀性和质量平衡性、精美的外观和装饰性、尺寸精度高、质量小、价格低、拆装方便、互换性好等。车轮材料的选用，车轮结构和制造工艺与上述要求密切相关，是决定车轮性能好坏的关键因素。 2车轮材料的选用 目前，全世界的汽车车轮，不管是载重汽车车轮还是轿车车轮，所用材料基本分为两种，即钢材和铝合金材料，这两种材料制造的车轮所占市场份额为95％，研究汽车车轮的各种工艺特性与这两种 材料的特性是分不开的。随着世界各国政府对节能、安全、环保的要求日趋严格，车轮材料的选择就成为一个焦点问题，即铝合金和钢的选择问题。 此外，随着材料技术的发展和人们对车轮质量的要求不断提高，一些新型材料也被用于制造汽车车轮。 2.1钢制车轮 长期以来，钢制车轮在汽车车轮中占主导地位，但是自上世纪80年代起，钢轮的市场份额逐步减小，被铝合金所代替。钢轮份额快速下跌的原因有多方面的因素，而外观吸引力是最主要的因素。钢制车轮在低成本和安全性方面较铝合金车轮具有很大的优势，因此，目前的载重汽车车轮大部分是钢材制造的。但钢制车轮的缺点也是非常明显的，钢材的加工成型性能和制造工艺决定了钢轮难以做到铝合金车轮那样的结构和外形多样化。同时，钢车轮质量大，制造和使用钢车轮消耗的能量都比铝制车轮大得多。 近年来，面对替代品的渗透和挑战，国际钢轮行业在技术方面进行一系列的革新，包括：(1)新材料微合金钢HSLA，双相钢(DP)和贝氏体钢等高强度和先进高强度钢种成功开发并逐步应用于制造车轮，为钢轮减轻质量和更加大胆的款式设计创造了条件。据统计，HSLA车轮比一般碳素钢车轮重量轻约15％。(2)新工艺，国际钢轮行业与设备制造商紧密合作研究发展了旋压生产工艺，应用到钢制车轮生产中。目前商用车
铝合金阳极氧化前处理工艺是决定产品外观质量的重要环节，型材机械纹的去除、起砂、亚光、增光等多种质量要求均由前处理工艺决定。传统的前处理工艺分为三种：（1）、碱蚀工艺：由除油→水洗→碱蚀→水洗→出光→水洗→氧化组成，即型材经除油后，在碱蚀槽中经碱蚀处理去除机械纹和自然氧化膜、起砂，然后经出光槽除去表面黑灰，即可进行阳极氧化。该工艺的核心工序是碱蚀，型材的表面平整度、起砂的好坏等均由该工序决定。为了达到整平机械纹的目的，一般需碱蚀12-15分钟，铝耗达40-50Kg/T，碱耗达50Kg/T。如此高的铝耗，既浪费资源，又带来严重的环保问题，增加废水处理成本。该工艺已采用了100多年，全球大部分铝材厂沿用至今，直到近两年，才由酸蚀逐渐取代。 （2）、酸蚀工艺：由除油→水洗→酸蚀→水洗→碱蚀→水洗→出光→水洗→氧化组成。型材经除油后先酸蚀，后碱蚀，出光，完成前处理。该工艺的核心工序是酸蚀，去机械纹、起砂等均由酸蚀决定。不同于碱蚀，酸蚀的最大优点是去机械纹能力强、起砂快、铝耗低，一般3-5分钟即可完成，铝耗几乎是碱蚀的1/8-1/6。从工作效率和节约资源的角度看，酸蚀无疑是碱蚀工艺的一大进步。然而，酸蚀的环保问题更加突出：酸槽的有毒气体HF的逸出及水洗槽Fˉ的污染。氟化物一般都有剧毒，处理更加困难。另外，酸蚀处理后，型材外观发黑发暗，尽管不得已延续了碱蚀和出光，可增亮一些，但仍然很暗，既增加了工序，又损失了光泽，这些问题至今还没有有效的解决方案。 （3）、抛光工艺：由除油→水洗→抛光→水洗组成，型材经除油后即放入抛光槽，经2-5分钟抛光后，可形成镜面，水洗后可直接氧化。该工艺的核心工序是抛光，去纹、镜面都在抛光槽完成。抛光具有铝耗低、型材光亮的优点，但抛光槽的NOx的逸出，造成严重的环境污染及操作工的身体伤害，同时，昂贵的化工原料成本等因素也制约了该工艺的推广。通观上述三种工艺，虽各有特点，但缺点也比较突出，如碱蚀铝耗高、碱渣多、工效低；酸蚀氟化物污染、型材发暗；抛光污染严重，成本过高等等。这些工艺要么污染了环境，要么浪费了铝资源，要么降低了铝材表面质量，亟待进行工艺改进。 二、整平光亮工艺所谓整平光亮工艺，是继抛光、碱蚀、酸蚀之后推出的一项 新的表面前处理工艺，是对碱蚀、酸蚀工艺的深刻改造和变革，它既具有酸蚀铝耗低、去机械纹能力强、起砂快的优点，又具有抛光的亮丽，但却根本杜绝了抛光NOx污染、酸蚀氟化物污染、碱蚀碱渣污染等弊端，是一项颇具前途、具有革命性的新工艺。 (一)、工艺流程整平光亮工艺比酸蚀、碱蚀要简单得多，甚至比抛光工艺都简单，主要由下述工序组成：整平光亮→水洗→氧化。本工艺的核心是整平光亮，整平机械纹、起砂、光亮等均由整平光亮槽完成，整平光亮后即可氧化，省去除油、碱蚀、中和等工序。 (二)、型材外观经过整平光亮技术处理过的型材具有三大特点：1、平整：在整平剂作用下，1-5分钟内，可完全去掉机械纹，表面特别平整。2、细砂：在起砂剂的作用下，型材表面起了一层均匀细砂，是喷砂和酸蚀技术很难达到的。3、光亮：在光亮剂的作用下，型材表面非常光亮，几乎可跟抛光材媲美。 (三)、适用范围1、建筑型材：银白料经整平光亮后，表面非常平整、光亮、砂粒细腻均匀；着色、染色与整平光亮技术的结合，使得型材表面象经过打蜡处理后一样鲜艳；电泳与整平光亮技术的结合能大幅度提高型材档次。2、工业用材：汽车轮毂、自行车圈、自行车架等用铝合金制成的各类工业用材都可用整平光亮技术处理，以取代机械抛光，提高生产效率及产品档次。3、家用电器：很多家用电器铝制外壳，都可借助本技术提高外观质量。灯饰及装饰用材也可借用本技术。 (四)、工艺规范1、开槽：整平光亮液(开槽液) 2、生产：温度：95－110℃时间：1-5min 3、添加：当槽液液面不能满足生产要求时，应及时补充添加液。补充添加液时一定要补充到初始液位。添加后，应充分搅拌槽液，然后开始生产。 4、管理：整平光亮槽管理非常
铝合金轮毂制造工艺及特点分析 【摘要】铝合金轮毂以其质量轻、减震性优良、散热快、寿命长等特点，在现代汽车制造中得到了广泛的应用。本文概述了铝合金轮毂的一些常见的制造工艺，并对其特点进行了简要分析。 【关键词】铝合金；轮毂；制造工艺；特点 长期以来，钢制轮毂占据着汽车轮毂生产的主导地位。随着人们对汽车的舒适度、节能环保等方面要求的提高，钢制轮毂已不再适应现代汽车的需求。铝合金轮毂的出现，以优异的性能和迅猛的技术发展取代了钢制轮毂的主导地位，在现代汽车中得到了广泛的应用。 1.铝合金轮毂的优点及性能要求 铝合金轮毂与钢制轮毂相比，具有质量轻、节省能源的优点。由于材质的差异，铝合金轮毂的质量可比钢制轮毂减轻三到四成，可以有效提高轮毂的转动惯性，使汽车易于加速，并减少了制动所需的能耗，从而降低了油耗。此外，由于铝合金的振动性能比钢强，可以减少震动，改善车辆的重心，平衡性能优于钢制轮毂，尤其在高速行驶时可以得到明显的体现。在散热方面，铝合金轮毂的散热系数是钢制轮毂的两到三倍，在高速行驶时仍然可以保持合适的温度，减少爆胎的危险，提高了行车安全。 鉴于铝合金轮毂的优点，在制造铝合金轮毂的时候，就必须将这些优点全部发挥出来，才能使得铝合金轮毂充分体现其优良的性能。一般来说，一个合格的铝合金轮毂必须具备以下几个特点：（1）材质、尺寸、形状准确合理，这样才能充分发挥轮毂的作用，具有通用性；（2）汽车在行驶时，轮毂的横、纵向振摆小，失衡量与惯性矩小；（3）在保证轻便的同时，还要具有足够的强度、韧性和稳定性；（4）可分离性好；（5）性能具有持久性。 2.铝合金轮毂制造工艺及特点分析 2.1铸造法 铝合金轮毂的铸造法成形具有适应性强、品种多样、生产成本较低的优点，已经成为生产铝合金轮毂最普遍的方法，在全世界的铝合金轮毂中，采用铸造法生产的占80％以上。其工艺方法主要有重力铸造、低压铸造、压力铸造以及挤压铸造等。 2.1.1重力铸造法 重力铸造法是指金属在熔融的状态下依靠自身重力的作用注入模具中而获得铸件的一种工艺方法。重力铸造法大致可分为制芯、浇铸、整理三个步骤，每
铝合金表面氧化处理、着色，铝合金表面硬质氧化处理，铝合金表面不粘氧化处理，铝合金表面光亮、亚光氧化处理，铝合金表面导电、绝缘氧化处理，铸铝氧化，铝合金表面无铬化学钝化处理，化学砂面、电镀、刻蚀。 金属表面在各种热处理、机械加工、运输及保管过程中，不可避免地会被氧化，产生一层厚薄不均的氧化层。同时，也容易受到各种油类污染和吸附一些其他的杂质。油污及某些吸附物，较薄的氧化层可先后用溶剂清洗、化学处理和机械处理，或直接用化学处理。 对于严重氧化的金属表面，氧化层较厚，就不能直接用溶剂清洗和化学处理，而最好先进行机械处理。通常经过处理后的金属表面具有高度活性，更容易再度受到灰尘、湿气等的污染。为此，处理后的金属表面应尽可能快地进行胶接。经不同处理后的金属保管期如下： （1）湿法喷砂处理的铝合金，72h ； （2）铬酸-硫酸处理的铝合金，6h ； （3）阳极化处理的铝合金，30天； （4）硫酸处理的不锈钢，20天； （5）喷砂处理的钢，4h ； （6）湿法喷砂处理的黄铜，8h 。 一、铝及铝合金表面处理方法 [方法1] 脱脂处理。用脱脂棉沾湿溶剂进行擦拭，除去油污后，再以清洁的棉布擦拭几次即可。常用溶剂为：三氯乙烯、醋酸乙酯、丙酮、丁酮和汽油等。 [方法2] 脱脂后于下述溶液中化学处理：浓硫酸27.3重铬酸钾7.5水65.2在60-65°C 浸渍10-30min 后取出用水冲洗，晾干或在80°C 以下烘干；或者在下述溶液中洗后再晾干：磷酸10正丁醇3水20 此方法适用于酚醛-尼龙胶等，效果良好。 [方法3] 脱脂后于下述溶液中化学处理：氟化氢铵3-3.5氧化铬20-26磷酸钠2-2.5 浓硫酸50-60硼酸0.4-0.6水1000 在25-40°C 浸渍4.5-6min ，即进行水洗、干燥。本方法胶接强度较高，处理后4h 内胶接，适用于环氧胶和环氧-丁腈胶胶接。 [方法4] 脱脂后于下述溶液中化学处理：磷酸7.5氧化铬7.5酒精 5.0 甲醛（36-38%）80 在15-30°C 浸渍10-15min，然后在60-80°C 下水洗、干燥。 [方法5] 脱脂后于下述溶液中进行阳极化处理：浓硫酸22g/l 在1-1.5A/dm2 的直流强度下浸渍10-15min ，再在饱和重铬酸钾溶液中，于95-100°C下浸渍5-20min，然后水洗，干燥。 [方法6] 脱脂后于下述溶液中化学处理：重铬酸钾66硫酸（96%）666水1000 在70°C 下浸渍10min ，然后水洗，干燥。 [方法7] 脱脂后于下述溶液中化学处理：硝酸（d=1.41 ）3 氢氟酸（42%）1 在20°C 下浸渍3s ，即用冷水冲冼，再在65°C 下用热水洗涤，蒸馏水冲洗，干燥。此法适宜于含铜
铝合金轮毂的生产和市场现状摘要:对国内汽车铝轮毂市场的需求及生产现状进行综述，根据国内外发展状况对铝轮毂的市场形势进行了分析。 国外汽车（主要是轿车和轻型车）、摩托车均已广泛使用铝合金整体轮毂。国产轿车、轻型车和摩托车以铝合金整体轮毂替代辐条（板）式钢轮毂也是必然趋势。铝合金整体轮毂如图1所示。 图1 铝合金轮毂 1 铝合金轮毂的主要特点 铝轮毂有一件式、两件式和三件式的。两件式的铝轮毂是由一件内件和一件外件焊上的或钉上的。焊接时要小心，因为焊接两件东西不一定能保证圆度。两件式铝合金轮毂如图2所示。 图2 两件式铝合金轮毂 三件式的铝轮毂由一件中心部件和两个外圆件组成，并用航空级的螺钉拧在一起。为了减轻质量，很多三件式铝轮毂使用锻造件。三件式结构为厂家小批量制造提供了较大的灵活性。 铝合金轮毂的特点可归纳为以下三方面。 （1）安全：对于高速行驶的汽车来说，因轮毂变形、制动等产生的高温爆胎、制动效能降低等现象已屡见不鲜。而铝合金的热传导系数比钢、铁的大3倍，散热效果自然要好得多，从而增强了制动效能，提高了轮胎和制动盘的使用寿命，有效地保障了汽车的安全行驶。 （2）舒适：装有铝合金轮毂的汽车一般都采用扁平轮胎。扁平轮胎的缓冲和吸振性能优于普通轮胎。这样，汽车在不平的道路上或高速行驶时，舒适性会大大提高。 （3）节能：铝合金轮毂质量轻（同样规格的铝轮毂比钢轮毂要轻约2 kg）、制造精度高，所以在高速转动时变形小、惯性阻力也小。这有利于提高汽车的直线行驶性能、减轻轮胎滚动阻力，从而减少油耗。 2 生产技术 2.1 铸造 低压铸造是生产铝轮毂的最基本方法，也比较经济。低压铸造就是把熔化的金属浇铸在模子里成型并硬化。反压铸造是较为先进的铸造方法，用很强的真空把金属吸进模具，有利于保持恒温和排除杂质，铸件内没有气孔而且密度均匀，强度很高。高反压模铸（HCM）工艺生产的铝轮毂几乎与锻造的一样，德国名厂BBS的RX/RY（15-20英寸）系列铝轮毂就是用HCM法铸造的。 2.2 锻造 锻造是制造铝轮毂的最先进的方法，以62.3MN的压力把一块铝锭在热状态下，压成一个车轮毂。这种铝轮毂的强度是一般铝轮毂的3倍，而且前者比后者还轻20%。有些造型美观且结构相对复杂的轮毂，往往不可能一次锻压成型。滚锻（也叫模锻）是锻造的一种，把一支轮毂的毛坯在滚动中锻造成型。滚锻出的轮毂在保持足够强度的同时，能大大减少厚度。用这种工艺制造的铝合金轮毂不仅密度均匀、表面平滑、圈壁薄、质量轻，而且可承受较大的压力。不过，由于这种产品需要较精良的生产设备，且成品率只有50%-60%，故制造成本稍高，价格自然也不低。 3 市场需求形势和生产状况 汽车工业是我国经济与社会发展的支柱产业。据国家汽车工业“十五”发展规划及中长期发展目标，预计到2010年，中国家用轿车保有总量将达到1466万辆，其中，城镇居民家用轿车保有