制造轻合金车轮的方法技术

一种制造轻合金车轮的方法，包括用挤压法由原始坯料制得型材，并将该型材弯曲成环并进行对接焊接而制成轮缘，制造轮盘和随后与轮缘装配及它们的连接，其特征在于，根据规定的材料组织均匀性水平和型材的物理－力学性能，借用于选择坯料和挤压筒的加热制度和挤压筒及挤压冲头移动的运动学制度的方法，在无摩擦阻力作用或在表面层存在规定压应力的条件下，用预热坯料挤压法制造型材，型材弯曲成环是在型材弯曲机上进行，对接焊后对获得的轮缘进行校正，轮盘用铸造法或由圆柱形或板状毛坯料冲压制造，而轮盘与轮缘的装配采用压入法并随后焊接。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及机械制造业，更具体说，涉及，可用于制造运输工具的车轮。普通的轻合金车轮制造方法为铸造法(Bobmeyer H.J.TheAluminium wheel in its various versions.Aluminium+AutomobileLeet.Inter，Symposium.Dusseldorf，1980.p.18/1.Dusseldorf，ALU.-Verl.，1981)，它包括下列工序熔融金属的制备和处理，铸件制造，铸件质量检验，车轮的热处理和机加工，表面处理，制件涂漆，质量检验和包装。目前最流行的铸造车轮方法为低压铸造法。这种方法保证了最高的车轮强度，但它的劳动量大。铸件的质量在很大程度上取决于熔融金属的制备工艺。熔融金属在浇铸前应使用抽真空或分散的气流(氩或干燥的氮)进行处理以便仔细清除气体和非金属夹杂物。为了防止车轮铸件中落入非金属夹杂物，可使熔融金属通过玻璃纤维和(或)泡沫陶瓷过滤网进行粗净化和细净化。为了查出气孔和裂纹(特别是存在于无轮胎车轮中的)，要进行100％的X射线检测。而且由于气孔造成的铸造废品率不低于15％。用上述方法制造的车轮的成本超过了钢制车轮成本的2～3倍。已知的(US No.4048828)借助采用分解模具体积模锻来改善车轮的质量。模锻方法的优点表现在有可能使金属纤维方向与主载荷方向一致，这样就可保证金属疲劳强度极限的提高，从而也提高了车轮的强度。根据载荷的方向和大小能够安排轮缘厚度与轮盘厚度的最佳比例，这样就可比铸造车轮减轻重量。然而，这种情况下金属利用率仍很低，不超过0.4。还公布了一种(Spth W.Felgenfertigungaus Aluminium-Strangpress profilen.Automobiltechnishe Zeitschrift.1986，Vol.88，No.10，p.p.557-565)，它是在液压机上将坯料用两个工序进行模锻，然后进行轮缘滚轧。这种车轮制造方法尽管具有优良的质量和高的金属利用率，但由于其成本较高而不能取代铸造法制造车轮。还公布了一种由条材(Fujiwara S.，Aoki N.，Iwamoto T.atal.The Development of a 2 piece aluminium disc wheelfor automobiles.Keykindzoku Nihon.1984，Vol.34)。制造轮缘的原始材料为成卷带材或条材，将它们在校正一剪切机上切割成计量尺寸的坯料。坯料在圆弯曲机上弯成环件，并用接触电弧焊法进行对接焊接。然后清除毛刺，并用轧平法强化焊缝。轮缘的成型在成型机上进行，一般经过4道变形工序和1道校正工序。在个别情况下，成型是经过1道扩径工序和在压力机或挤出机上校正来实现。根据所选工艺设计，车轮轮盘是在压力机上用圆形坯料经过几道工序成型的。然后沿轮缘内表面用氩弧焊法将轮盘和轮缘焊接到一起。这种制造车轮方法的特点是具有高的生产率，低的生产消耗和较小的劳动量。与铸造法比较这种方法的缺点是在轮盘工艺设计上存在局限性。还公布了由轻合金挤压型材制造车轮轮缘的方法(FR No.2620060，1987) 。在专用装置上将带有凸块的挤压型材弯曲成轮缘。弯曲时凸块形成环形的装配点，用于安置轮盘。然后进行型材的对接焊接。其轮盘是用铸造法或模锻法制成的。用螺钉和螺帽将轮盘固定到轮缘上，螺栓和螺帽的数量取决于轮缘的尺寸。采用这种方法时轮缘用的型材具有比其它已知车轮类型都轻的重量，以及较高的强度，而且不需要切削加工使其制造所需劳动量较小。然而，使用挤压型材对金属组织的质量提出了严格的要求，因为AlMgSil型热处理强化合金的传统挤压方法易于形成粗晶环，该粗晶环表面具有低的耐腐蚀性。此外，金属内有残余应力，这一点对于车轮的轮缘是不希望的。使用传统方法获得的挤压型材要求进行补充工序以消除该残余应力，例如，借助热处理，校正或定型。耐腐蚀性的降低要求使用特殊涂层对轮缘表面补充防护。本专利技术的目的是建立一种，它借助于合理利用原始半成品可大大提高车轮制造过程的生产率，同时又可提高金属的利用率，并改进所获制品的质量。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种，它包括用挤压法由原始坯料制得型材，将型材弯曲成环并进行对接焊接而制成轮缘，制出轮盘和随后与轮缘装配及接合，根据规定的材料组织的均匀度水平及型材的物理-力学性能，借助于坯料和挤压筒加热制度和挤压筒及挤压冲头移动的运动学制度的选择，在表面层无摩擦阻力作用或存在规定压应力条件下用预热坯料挤压法制造型材，型材弯曲成环是在型材弯曲机上进行，对接焊接后对所获轮缘进行校正，同时轮盘用铸造法或棒材或板材坯料冲压法制造，轮盘与轮缘用压配法装配，并随后焊接。这样做有可能消除表面层内形成粗晶环而获得重量轻、耐腐蚀性高和工艺设计良好的高强度车轮。本方法的特点是生产率高。为了获得具有最小粗晶环的均匀组织的挤压型材(粗晶环决定了轮缘内表面机加工余量)，并考虑到弯曲和校正过程中的尺寸变化，挤压用坯料的长度选择为不超过其直径的2倍，毛坯和挤压筒相应加热至坯料工艺塑性范围上限温度的(0.8～0.95)和(0.8～0.9)。挤压采用正挤法或反挤法进行，挤压速度等于型材致密度规定极限允许值的(0.3～0.5)。而且在正挤压时使用工艺润滑剂。这样做可以获得具有对两种方法达到的最小粗晶环的挤压型材，它使车轮的机加工量减至最少，与传统的挤压制度比较，进一步提高了轮缘的强度。获得在轮缘内表面方面无粗晶环和无机加工余量的挤压型材是用不使用工艺润滑剂的正挤法或反挤法在等温制度下实现的，这时将挤压筒和毛坯加热至坯料工艺塑性范围上限温度的(0.9～0.95)，挤压速度等于极限允许值的(0.2～0.3)，挤压通过双槽阴模，其槽的位置彼此相对，而且用作轮缘内表面的挤压型材表面背着阴模的纵轴。这样做就有可能在正挤和反挤式压力机上使用传统方法获得不需要随后机加工的挤压型材，因为在挤压过程中在其内表面上实际不形成粗晶环，而轮缘部分则在型材表面形成，它随后处于汽车轮胎之下，受到轮胎保护免于腐蚀。获得无粗晶环和无机加工余量的挤压型材的均匀组织、同时具有高的强度和塑性水平的途径是将毛坯和挤压筒加热至坯料工艺塑性范围上限温度的(0.75～0.9)，这时型材的挤压按“C∏AT”快速挤压法(在国外相应的名称为“Friction Assisted Exstrusion”-摩擦辅助挤压)在摩擦力的有效作用条件下进行，挤压速度等于受保留型材致密性所需极限允许值的(0.3～0.6)。这时挤压筒和挤压冲头的速度之比保持在(1.1～1.4)范围内。这样做可提高挤压型材的强度和塑性，可使比较少的工序数目将型材弯曲成轮缘，并完全消除了轮缘的机加工。形成轮缘外表面的型材外廓部分的几何形状和尺寸使其完全与该外表面一致，而形成轮缘内表面的型材外廓部分的几何形状和尺寸可以根据型材尺寸的变化，在弯曲和校正过程中，以及可能进行的轮缘内表面机加工时予以校正。在确定型材的外表面几何形状和尺寸时，应符合国家和国际标准的要求，而确定内表面的几何形状和尺寸时，应考虑缩陷、收缩、轮缘材料加热和冷却时温度条件的变化，以及可能的机加工。这样做有可能优化车轮的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦莱里·N·谢尔巴，
申请(专利权)人：瓦莱里·N·谢尔巴，
类型：发明
国别省市：