[发明专利]一种冲压成型的汽车轮毂单元及其制造方法

说明书

本发明提供了一种冲压成型的汽车轮毂单元，包括轮辋、轮辐以及轮毂，轮辐设置有五个，轮毂设置在轮辋内，轮辋通过轮辐设置在轮毂上，轮毂上开有五个螺栓孔，轮辋、轮辐以及轮毂通过整体钢板冲压一体成型。该汽车轮毂单元的金属材料加热到Ac3以上后，奥氏体化完成或部分完成，材料软化，容易塑性成型，方便板材冲压加工成型。在工件塑性成型后应该马上降温，防止成型后工件因高温又软化变形，冷却后，工件材料的金相由奥氏体转化为马氏体，材料抗拉强度提高到淬火前的2‑3倍，抗拉强度提高到1500MPa以上，大大提高了产品使用安全性能。

技术领域

本发明属于汽车轮毂制造技术领域，涉及一种冲压成型的汽车轮毂单元及其制造方法。

背景技术

轮毂是汽车上最重要的安全零件之一，有钢制轮毂和铝制轮毂之分，轮毂承受着汽车和载物质量作用的压力，受到车辆在起动、制动时动态扭矩的作用，还承受汽车在行驶过程中转弯、凹凸路面、路面障碍物冲击等来自不同方向动态载荷产生的不规则交变受力。轮毂的质量和可靠性不但关系到车辆和车上人员物资的安全性，还影响到车辆在行驶中的平稳性、操纵性、舒适性等性能，这就要求轮毂动平衡好、疲劳强度高、有好的刚度和弹性、尺寸和形状精度高、质量轻等，铝轮毂以其良好的综合性能满足了上述要求，在安全性、舒适性和轻量化等方面表现突出，博得了市场青睐，正逐步代替钢制轮毂成为最佳选择。

现有的汽车轮毂都是铝合金材料制成较多，汽车铝轮毂的最主要的生产工艺流程是：熔化→精炼→材料检验→低压铸造→X射线探伤→热处理→机械加工→动平衡检验→气密性检验→涂装。

如申请号为201410263566.3的发明专利，该发明公开了一种钢板成型轮毂结构，其主要构成为：轮辋、轮辐及力矩扣件，轮辐与力矩扣件为嵌合空心结构，轮辐与轮辋为焊接结构。轮辋为退火态的热成形高强度钢板用已知的传统工艺形成，轮辐为退火态的热成形高强度钢板冲压成形，轮辐辐条的内外壁距轮辐辐条形心形成必要的距离，使之具有抵抗弯矩负荷的抗载结构，经与力矩扣件的嵌合大幅提高了轮辐的惯性矩与静矩，轮辐与轮辋焊接后进入形变控制淬火炉内淬火，使之具有1500MPa以上的应力强度。形成了超轻量、高强度、低成本的汽车轮毂。

上述汽车轮毂退火态的热成形高强度钢板冲压成形，以及目前市场上的汽车轮毂所采用材料是普通钢材的传统冲压工艺，均没有采用强化工艺，在高速撞击过程中容易破裂。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种冲压成型的汽车轮毂单元及其制造方法，加热软化后再成型可以很好地避免冷冲压工艺造成的冲压开裂、拉伤等缺陷，特别是针对角部半径很小的工件，本工艺可以有效避免开裂。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种冲压成型的汽车轮毂单元，包括轮辋、轮辐以及轮毂，其特征在于，轮辐设置有五个，轮毂设置在轮辋内，轮辋通过轮辐设置在轮毂上，轮毂上开有五个螺栓孔，轮辋、轮辐以及轮毂通过整体钢板冲压一体成型。

进一步的，所述轮辐上具有凸起的加强筋。

一种冲压成型的汽车轮毂单元的制造方法，其特征在于，具体步骤如下：

一、加热软化合金钢：把合金钢材料加热到Ac3至熔点之间的温度，金相发生奥氏体化转变，在Ac3以上保温0.5min-10min；

二、塑性成型：快速转移到轮毂单元冲压成型模具上，完成冲压塑性成型；

三、急速冷却：完成冲压塑性成型的同时工件急剧降温淬火，冷却速度需要超过20℃/s，冷却到Ms温度以下。

金属材料加热到Ac3以上后，奥氏体化完成或部分完成，材料软化，容易塑性成型，方便板材冲压加工成型。在工件塑性成型后应该马上降温，防止成型后工件因高温又软化变形，冷却后，工件材料的金相由奥氏体转化为马氏体，材料抗拉强度提高到淬火前的2-3倍，抗拉强度提高到1500MPa以上，大大提高了产品使用安全性能。