[发明专利]一种铝合金铸造汽车车轮、设计方法及制造方法

说明书

本发明属于汽车工业配件生产技术领域，公开了一种铝合金铸造汽车车轮、设计方法及制造方法，选用含铜3～6％、抗拉强度大于350MPa的铝铜系高强度铸造铝合金材料，通过铸造成形制作高强度铝合金汽车车轮或轮毂；制作中，通过添加单一的或多组元的增强元素提升合金强度和延伸率，熔炼过程中控制中间合金加入温度及加入顺序并控制模具壁厚、涂层厚度及模温，达到制作出优良的合格车轮或轮毂目的。本发明通过上述措施解决铝铜系铸造铝合金无法生产汽车车轮或轮毂的技术难关；采用本发明制作的汽车铸造车轮比采用A356.2材料制作的铸造车轮减重40％以上，并且在相屈服强度、延伸率、硬度上具有显著的进步。

技术领域

本发明属于汽车工业配件生产技术，尤其涉及一种铝合金铸造汽车车轮、设计方法及制造方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：

汽车轻量化进程中对汽车车轮(轮毂)的重量提出了新的要求，目前铝合金铸造汽车车轮(轮毂)全部用A356.2材料，并经低压铸造成型，但车轮整体强度不高，对目前汽车轻量化进程贡献有限。

航空等军用领域大量使用铝铜系高强度铸造铝合金材料，但高强度铝铜系铸造铝合金材料铸造时容易产生裂纹等缺陷，采用金属型重力或低压铸造技术难度一直未突破，限制了此类材料在汽车车轮(轮毂)行业的应用，目前在汽车车轮(轮毂)行业应用是空白。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)目前铝合金铸造汽车车轮(轮毂)经低压铸造成型，轮整体强度不高，对目前汽车轻量化进程贡献有限。

现有技术中，高强度铝铜系铸造铝合金材料铸造时容易产生裂纹等缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种铝合金铸造汽车车轮(轮毂)、设计方法及制造方法。

本发明是这样实现的，一种铝合金铸造汽车车轮的设计方法，所述铝合金铸造汽车车轮的设计方法包括：

对含铜比例3％～6％的高强度铸造铝合金汽车车轮抗拉强度是否大于350MPa进行模拟计算。

对提升合金的强度及延伸率的Mg、Ti、Mn、Zn、Zr、Re元素添加比例进行模拟计算。

对合金熔化过程中中间合金加入温度和时间进行模拟计算。

对铝合金铸造汽车车轮的制造模具壁厚及拔模斜度进行模拟计算。

对铝合金铸造汽车车轮生产过程中浇注温度、充型时间及保压压力进行模拟计算。

在铝合金铸造汽车车轮的设计中，还进行：

生产现场对含铜比例3％～6％的高强度铸造铝合金汽车车轮抗拉强度是否大于350MPa进行实际应用。

生产现场对提升合金的强度及延伸率的Mg、Ti、Mn、Zn、Zr、Re元素添加比例进行实际应用。

生产现场对合金熔化过程中中间合金加入温度和时间进行实际应用。

生产现场对铝合金铸造汽车车轮的制造模具壁厚及拔模斜度进行实际应用。

生产现场对铝合金铸造汽车车轮生产过程中浇注温度、充型时间及保压压力进行实际应用。

进一步，生产现场对铝合金铸造汽车车轮的制造模具壁厚进行实际应用，应用进行的内容有：

模具喷涂专用涂料，涂层厚度度0.5～1毫米。

进一步，强化元素Mg、Ti、Mn、Zn、Zr、Re单独加入或任意组元组合加入。

进一步，铜含量优选3％和6％。

进一步，中间合金的加入温度为：