[发明专利]一种锻旋铝合金轮毂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锻旋铝合金轮毂的制备方法，属于汽车零件制造技术领域。

背景技术

轮毂作为汽车行驶系统中的重要部件之一，也是一种要求较高的保安件，它不仅承载汽车的重量，同时也体现着汽车的外观造型。在过去的10年，全球铝合金汽车轮毂产量的年平均增长率达7.6%。可见，随着汽车轻量化的需求日益扩大，铝合金轮毂在现代汽车制造中正逐步取代传统的钢制轮毂而被广泛地推广应用。

现有的铝合金轮毂通常采用铸造或压铸成型的方法来生产，对于常规的铸造成形方法来说，无论是差压铸造、低压铸造还是重力铸造，都因其合金液充填压型的高速湍流运动，使模具型腔内的气体无法排尽，而导致产品毛坯组织结构不致密，容易产生疏松，夹孔等铸造缺陷，其制造成本高，能源及原材料消耗较大，产品的力学性能及铸件的表面质量也不能尽如人意。而对于常规的锻旋成形方法一般以圆柱状（棒状）铸态的铝合金为原材料制备而成。由于铸态的铝合金通常会存在组织晶粒粗大以及气孔、缩孔、疏松、微裂纹等铸造缺陷，因而在锻压成形前，通常经过镦粗工序或在锻压成形前进行预锻处理3～4次（相当于镦粗），使铸态组织转变为纤维状变形组织，消除金属内部存在的微观缺陷，改善金属的塑形和致密性，为后续的锻造成形提供合适的坯料。但其工序复杂、能耗大、锻件成本高。现有的铝合金轮毂中也有采用半固态合金触变棒料作为原料，但为了适用该原料，需要经过较高的预热温度（一般为590℃左右）处理，再在较低的锻压条件下进行锻压成形，相应的能耗和成本都较高。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的问题，提供一种锻旋铝合金轮毂的制备方法，该方法无需经过镦粗处理，能够实现简化工艺，提高生产效率的效果，且锻压成形前预热温度低，能够降低能耗，得到的产品具有较好的力学性能。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种锻旋铝合金轮毂的制备方法，该方法包括以下步骤：

A、备料：根据铝合金轮毂的大小计算所需坯料的体积，将铝合金热轧厚板冲裁成圆饼状坯料；

B、预热：将上述得到的圆饼状坯料加热至430℃～470℃进行预热处理；

C、锻压：将上述经过预热的坯料放入至模具中，用锻压机进行锻压，得到铝合金轮毂锻压毛坯；

D、旋压：将铝合金轮毂锻压毛坯放入旋压机中进行旋压成形，再经过热处理和机加工，得到成品锻旋铝合金轮毂。

本发明的锻旋铝合金轮毂的制备方法，通过对铝合金轮毂所用的原料进行改进，不采用铸态的铝合金棒料为原料，以达到简化工艺的目的，使在锻压成形前实现无需经过镦粗或预锻处理（相当于镦粗）的作用。本发明选用的铝合金热轧厚板是由铸锭经热轧而成。铸锭经热轧后，晶粒被细化延伸，使晶向趋于一致，缩孔和疏松被压实。由于热轧是在再结晶温度以上的加工，在金属发生塑性变形的同时，会发生恢复、再结晶等退火作用。通过热轧能将铸造状态的粗大晶粒破碎，显微裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为致密的纤维状变形组织，从而达到了改善合金组织结构的效果。更重要的是，通过改进采用热轧铝合金厚板为原料，加工过程中无需经过镦粗步骤或预锻处理步骤，得到的产品性能至少能够达到原有产品的相当性能，简化工艺的同时，仍然能够保证产品的性能甚至更高。与现有技术相比，现有采用锻压成形的轮毂是采用铸态的铝合金进行加工，现有技术中没有采用热轧铝合金厚板作为轮毂原材料。另一方面，与现有的采用半固态合金触变棒料作为原料相比，本发明由于采用热轧铝合金厚板，无需经过较高的温度预热，只要将预热温度控制在锻压温度的范围内即可，能够实现降低能耗的作用。

在上述的锻旋铝合金轮毂的制备方法中，作为优选，步骤A中所述铝合金热轧厚板采用铸锭经过热轧处理制成。通过在再结晶温度以上进行热轧处理，能够改善合金的组织结构，提高合金的性能。作为优选，所述6XXX系铝合金的热轧开轧温度为490℃～510℃，终轧温度为250℃～350℃，优选为6061或6082铝合金；所述7XXX系铝合金的热轧开轧温度为380℃～410℃，终轧温度为250℃～350℃，优选为7A04铝合金。

在上述的锻旋铝合金轮毂的制备方法中，作为优选，所述铸锭选自6XXX系铝合金或7XXX系铝合金。作为进一步的优选，所述6XXX系铝合金选自6061或6082铝合金；所述7XXX系铝合金选自7A04、7B04、7075、7475、7050或7055铝合金。6XXX系或7XXX系铝合金为可热处理强化铝合金，经热处理后其强度可大幅提高。能够用于制备高强轻质铝合金轮毂。作为最优选，所述铸锭为6061铝合金，所述6061铝合金包括以下组成的化学成份：