[发明专利]锻造的铝车轮及相关的制造方法和合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的锻造铝车轮以及利用含低铜的7000系列铝合金制造此类轮子的方法。

背景技术

已知在车轮的制造中可采用铝合金。美国专利6,315,367公开一种铸铝卡车轮，据称其避免了单独制造的轮盘和轮缘的焊接。

长期以来人们就知道在卡车轮的商品化制造中采用铝合金6061。已知可以通过对锻件进行固溶热处理，接着水淬和人工时效来生产由合金6061制造的锻造铝合金轮子。同样已知的是建议在制轮中使用铸造合金356。通常参见美国专利4,316,637。

美国专利4,345,360公开了一种通过挤压、切割、变形成所要求的形状并通过诸如冷压焊焊接的可挤压铝合金。

在美国专利5,026,122中建议了在商用车辆上使用铝轮。同样参见美国专利5,740,609中公开的的两件式车轮。

在美国专利5,441,334中公开了铝合金6061以及5454和A356的使用。此外参见美国专利5,210,948，其公开了一种用于履带车(例如，坦克)的铝合金6013轮。

已经公开了含铜的铝合金7075的使用，用于非充气轮胎车轮组件上通常为C形的胎面构件。参见美国专利4,558,727。

已公布的美国专利申请2002/0003373公开了含铜的铝合金7050和7075在生产冷锻轮和旋制轻合金轮缘中的使用。所述轮缘据称是由5000系列铝合金制造，该合金据称具有类似于冷锻合金轮缘的强度和轻重量。

美国专利4,490,189公开了2000,6000或7000系列铝合金的模压或锻造，但是没有涉及车轮并且着重于一定的热处理序列。

尽管有上述的公开，然而对具有改进性能的车轮仍存在非常实际和相当大的需求。

发明内容

本发明满足了上述需要。

制造锻造的铝车轮的方法的一个实施方案包括将低铜的7000系列铝合金锭锻造成轮工件，初始冷却所述锻造的轮工件，然后机械加工所述工件并表面处理所述工件。

由含低铜的7000系列合金制造的锻造铝车轮与6061轮相比特征在于具有改进的疲劳性能。

本发明包括适用于所述轮的独特合金。

本发明的一个目的是提供一种制造锻造铝轮的方法以及所得到的轮，该轮具有期望的强度和降低的重量同时具有类似的疲劳寿命。

本发明的另一个目的是提供一种制造锻造铝车轮的方法以及所得到的轮，该轮显示出改进的疲劳性能。

本发明的又一个目的是提供一种制造锻造铝车轮的方法，该方法可最小化现有技术的成型后水淬产生的残余应力所引起的锻造后畸变。

本发明的又一目的是提供改进的热处理，其有助于减少不希望有的轮畸变。

本发明的另一目的是提供一种制造需要较少成型后机械加工的锻造含低铜7000系列铝轮的方法。

本发明的另一目的是提供一种可用于所述方法和轮的合金。

本发明的另一目的是提供这样的方法和将具有提高强度的相关锻造铝轮。

通过本发明的下列详细说明并参考附加的图解说明将更充分地理解本发明的这些以及其它目的。

附图说明

图1是显示本发明方法的第一实施方案的流程图。

图2是本发明方法的另一实施方案的流程图。

图3是本发明方法的另一实施方案的流程图。

图4是本发明方法的另一实施方案的流程图。

图5是本发明方法的另一实施方案的流程图。

图6是本发明方法的另一实施方案的流程图。

图7是载荷与疲劳裂纹启动的循环之间的关系曲线的图解，对比了由6061合金制造的铝锻造一件式车轮和由本发明含低铜7000系列铝合金制造的铝锻造一件式车轮。

具体实施方式

如这里所使用的术语＂车＂意指具有充气轮胎并构造成可以在道路上或离开道路驾驶的机动化轮式车辆，并且明确包括(但不局限于)汽车、1-8型卡车、运动用途车辆、货车(vans)、轻运货车、公共汽车、娱乐车、摩托车、施工车辆、构造成由机动化牵引车牵引的拖车、船用拖车以及野营挂车。

如这里所使用的术语＂轮工件＂意指单独或当与一个或多个构件连接时成为车轮的工件。

如这里所使用的术语＂低铜＂意指(1)没有铜或者(2)铜的含量低于所述的最高限度。

这里引用的所有百分数都指重量百分比，除非有明确的相反说明。

本发明是由含低铜7000系列铝合金制造的锻造铝车轮及其制造方法。