铝合金车轮的制造工艺

铝合金车轮的制造工艺提纲一、铝合金车轮概述二、铝合金车轮的结构和分类三、铝合金车轮的设计五、铝合金车轮的制造工艺六、铝合金车轮的相关标准四、铝合金车轮使用的材料一、铝合金车轮的概述铝合金车轮是基于“轻量化”的设计目标，首先使用在赛车上。20世纪初，使用砂模制造铝合金车轮，并应用于赛车20世纪50年代，使用钢模铸造整体式铝合金车轮，并应用于轿车20世纪70年代，得到快速发展，被广泛应用21世纪初，极其迅猛发展，进入国内外OEM配套体系铝合金车轮相对于钢制车轮的优缺点：☞重量轻，节能效果明显（铝的密度是2.76×103kg/m3,钢的密度是7.8×103kg/m3）☞散热快，整车安全性能高（铝合金A356的导热系数是128w/m·℃，含碳量为0.5%的低碳钢导热系数是54w/m·℃）☞尺寸精度高，整车驾驶性能好☞款式多样，更适应现代化整车的造型要求☞不易藏污纳垢，不会产生铁锈，易清洁优点☞价钱比钢制车轮贵☞铝车轮的直径一般是中、小直径，大直径铝合金车轮的制造技术还有一定困难（如客车和卡车使用的大直径车轮）☞就弹性模量而言，钢车轮有一定的优势，（碳钢的弹性模量在196~206GPa的范围内，铝合金的弹性模量在72GPa左右）☞如果整车行驶速度不高、道路又是较差的，铝车轮没有优势缺点二、铝合金车轮的结构和分类车轮的结构：主要由两部分组成轮辋轮辐1、铝合金车轮按结构形式分：1片式（整体式）2片式3片式2、铝合金车轮按生产方式分：1）铸造：重力铸造、低压铸造、液态挤压、反压铸造、离心铸造、真空压铸、半凝固铸造等2）锻造优缺点:锻造车轮简单说有以下优点：1.强度高，2.重量轻,3.相对铸造车轮节省燃油。但目前受限于行业整体技术状况，包括材料，加工工艺，成本等因素。目前仅少量用于零售改装市场。3、铝合金车轮按涂装方式分：1）车亮面2）全涂装3）电镀4）抛光5）组合三、铝合金车轮的设计1、铝合金车轮的表示方法（乘用车，轻型商用车，整体式铝合金车轮）轮辋名义直径轮辋轮廓代号安装孔个数轮辋名义宽度偏距螺栓孔分度圆直径简略表示：可省略偏距后内容表示为：18×8J2、铝合金车轮构造图3、铝合金车轮各部位命名示意图4、铝合金的设计流程图外观造型效果图轮辐造型A面三维数模车轮工程结构设计提供供应商工艺分析反馈修改提交客户转供应商开发模具、试制新开发产品流程：如从供应商处现有产品选择，则需提供相关参数需要提供的参数：轮辋名义直径、宽度轮辋执行标准偏距中心孔直径螺栓孔结构（60度锥面、90度锥面、球面、平面）背面刹车线设计载荷其它要注意的事项（如风格、重量、颜色等）5、铝合金的设计应用技术结构受力有限元分析计算机模拟铸造凝固分析（制造工艺分析）CAD-CAE-CAM的集成开发车辆制造方法铝合金牌号轿车整体铸造A356、AC4CH、AC7A2片型轮辋条或卷材5154、5454圆板5154、5454挤压管5454轮辐铸造A356、AC4CH、AC7A锻造6061板5154、54543片型轮辋圆板5052、5154、5454轮辐铸造A356、AC4CH、AC7A锻造6061载货车整体铸造A356、AC4CH客车整体铸造6061依据不同的生产方式，所使用的材料也不相同：四、铝合金车轮使用的材料目前国内主流的生产方式及使用材料为：整体式铝合金车轮，采用重力和低压铸造，材料使用A356，进行T6热处理A356是一种铝硅合金（Al-Si7），含7%左右的Si五、铝合金车轮的制造工艺铸造热处理机加工喷涂熔炼主要工序本工序控制要点：铝液成份、含氢量、铝液温度。铝液温度控制在780℃~800℃熔炼：铸造：铝液温度控制在680℃~750℃液体依靠重力流动充填铸型，由于没有外加压力，为了获得致密的铸件，往往需要利用冒口来补缩。这种方法应用最广泛。重力铸造模具采用空气冷却。利用气体压力将液态金属压入铸型，并使铸件在一定压力的作用下结晶凝固的铸造方法。低压铸造模具采用水流冷却。热处理的目的：提高铸件的力学性能，改善合金的切削性能；消除由于铸件壁厚不均匀、快速冷却等所造成的内应力；稳定铸件的尺寸和组织，防止和消除因高温引起相变产生体积膨大现象；消除偏析和针状组织，改善合金的组织和力学性能。本工序控制要点：固溶时间和温度（540±5℃，6H）、淬火时间和温度（60-85℃，3min）、时效时间和温度（130±5℃，3H）热处理：铝合金车轮一般采用数控加工，即CNC加工。CNC加工在车轮加工中应用非常广泛。本工序控制要点：所有装车尺寸。重点控制项目：中心孔直径、PCD位置度、端径跳、动平衡。机加工：数控机床加工工序划分的特点为：先粗后精，先面后孔，刀具集中。刀具R的大小可按铝合金车轮型面的要求选取。铝合金车轮涂装的目的:首先是提高车轮的运行可靠性和耐久性；其次是提高它的外观装饰性。本工序控制要点：前处理槽液参数、调漆参数和固化参数。涂装：全涂装车轮的工艺流程：上料——预处理——烘干——喷粉——固化——喷漆——固化——下料预处理：通常指在涂装前在工件上进行的除油、除锈、磷化这三个工序的通称。较典型的铝合金车轮涂装预处理的工艺流程如下：表面活性剂水溶液除油→水洗（二道）→中和出光→水洗→转化膜处理→水洗（二道）→烘干→涂装铝合金车轮的喷涂工艺方法静电喷涂适用于粉末和油漆，生产效率和涂料的利用率高，对环境的污染少；空气喷涂仅适用于油漆，设备简单，漆的损失较多。铝合金车轮制造过程中的检测X光检查气密性检查三坐标检查关键性尺寸抽查动不平衡量检测材料性能检测油漆性能检测台架试验动态弯曲疲劳试验径向滚动疲劳试验冲击试验六、铝合金车轮的相关标准GB/T3487-2005汽车轮辋规格系列GB/T5334-2005乘用车车轮性能要求和试验方法GB/T15704-1995轿车车轮冲击试验方法GB/T23301-2009汽车车轮用铸造铝合金QC/T241-1997(2005)汽车无内胎车轮密封性试验方法QC/T242-2004汽车车轮不平衡量要求及测试方法QC/T243-2004汽车车轮安装面平面度要求及检测方法QC/T240-1997(2005)车轮轮辐在轮毂上安装尺寸的检验方法QC/T717-2004汽车车轮跳动量的要求及检测方法QC/T484-1999汽车油漆涂层（参考）