[发明专利]一种汽车轮毂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车轮毂及其制备方法，属于汽车轮毂技术领域。

背景技术

汽车轮毂是装在汽车上用来支撑轮胎的部件，目前使用的一些汽车轮毂，特别是轿车的轮毂，一般都是一次性浇注而成的，其上一般都采用宽体式三辐板、四辐板或者五辐板结构，这种宽体式辐板结构的轮毂在碰撞到杂物时，只要一个辐板受损，则整个轮毂就会报废，同时存在受力不均匀的现象，而且重量大，这样就间接增加了油耗，并且因为这种结构的轮毂空气流通不顺，所以散热性能不好，特别是在汽车高速行驶过程中，轮胎与地面摩擦产生大量热量，轮胎将热量传递给轮毂，利用轮毂来散热，如果轮毂散热性能不好，就会使轮胎的内胎因为温度过高而快速老化，导致轮胎爆胎，这样就缩短了轮胎的使用寿命。

目前市场上的轮毂按照材质可以分为合金轮毂和钢轮毂，而且各有各的利弊。合金材质轮毂重量较轻，惯性阻力较小，在高速转动时的变形小，惯性阻力小，有利于提高汽车的直线行驶性能，减轻轮胎滚动阻力，从而减少了油耗，且有较好的散热性，对于车辆的制动系，轮胎和制动系统的热衰减都能起到一定的作用。目前市场上的原厂车的合金轮毂都以铝合金为主，其次是铬、钛等元素作为基本材料。然而合金材质的成本较高，一般出现在高端车上，不适用于中低配车型。而钢质轮毂的制造工艺简单，一般采用铸造的工艺，例如铝合金轮毂一般采用低压铸造工艺生产，所以成本相对较低，且抗金属疲劳 的能力较强，但是钢质轮毂的外观不佳，重量较大，惯性阻力大，散热性也比较差，还容易生锈。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种成本低，外观佳，综合性能较好的汽车轮毂。

本发明的上述目的通过如下技术方案实现：一种汽车轮毂，所述汽车轮毂包括轮辋、轮轴毂和多根呈杆状的辐条，所述辐条连接轮辋与轮轴毂，所述轮毂由碳素钢制成，所述碳素钢主要由以下重量百分比的成分组成：C：0.15-0.20％，Mn：0.50-0.90％，Si≤0.35％，Cr：0.50-0.60％，Ni：0.10-0.25％，Cu：0.05-0.20％，S≤0.030％，P≤0.030％，余量为Fe。

本发明汽车轮毂的性能主要取决于碳素钢中的含碳量和显微组织。本发明汽车轮毂所用的碳素钢在现有技术S400钢的基础上严格控制各合金元素的成分配比，适量提高了Mn、Cr的含量，并适量降低了Ni的含量，并进一步限定了C、P、S、Cu的含量。而在合金技术领域中，一个成分的微小改变都能导致合金性能的剧烈变化，不同的元素以及它们在材料中的含量，及各元素之间的配合都决定了碳素钢的性能。本发明采用上述碳素钢制成低成本，外观佳的汽车轮毂，并使其具有较好的机械性能，尤其是硬度、抗拉强度、塑性，从而达到延长汽车轮毂使用寿命的目的。

随着碳含量的增加，可以提高碳素钢的屈服点、抗拉强度和硬度，但若碳含量过大，碳素钢的塑性和冲击性降低，焊接性和冷弯性也变差，还会影响碳素钢的耐腐蚀能力，因此，本发明在S400钢的基础上适当优选碳的含量0.15-0.20％。

碳素钢中的残余元素和杂质元素如锰、硅、镍、磷、硫、铜等，对碳素钢的性能也有影响。这些影响相互协同作用，过 量的杂质会增加碳素钢的热脆性，本发明适量提高锰的含量，可减少或部分抵销其热脆性，并提高碳素钢的冲击韧性，增加冷脆性；另外，除了硫外，其他元素均在不同程度上共同提高碳素钢的强度。但镍、铬、铜等的含量高时会提高碳素钢的淬透性，但会影响碳素钢的塑性，通过不断试验，本发明将铬含量提高至0.50-0.60％，将镍和铜的含量分别控制在0.10-0.25％和0.05-0.20％。

作为优选，所述轮毂由碳素钢制成，所述碳素钢主要由以下重量百分比的成分组成：C：0.18-0.20％，Mn：0.60-0.80％，Si≤0.35％，Cr：0.52-0.58％，Ni：0.12-0.20％，Cu：0.08-0.15％，S≤0.030％，P≤0.030％，余量为Fe。

进一步优选，所述轮毂由碳素钢制成，所述碳素钢主要由以下重量百分比的成分组成：C：0.18％，Mn：0.70％，Si≤0.35％，Cr：0.55％，Ni：0.18％，Cu：0.12％，S≤0.030％，P≤0.030％，余量为Fe。

进一步优选，所述轮毂由碳素钢制成，所述碳素钢主要由以下重量百分比的成分组成：C：0.17％，Mn：0.80％，Si≤0.35％，Cr：0.52％，Ni：0.22％，Cu：0.15％，S≤0.030％，P≤0.030％，余量为Fe。