[发明专利]车轮及其制造方法、车轮总成和汽车

说明书

本发明提供了一种车轮及其制造方法、车轮总成和汽车，涉及车辆制造技术领域。该车轮包括轮辋和轮辐，通过对轮辋和轮辐接触的界面处微观晶粒尺寸以及晶粒尺寸变化趋势的限定，使得该轮辋和轮辐焊接的部位与本体性能基本一致，所制得的车轮具有优良的机械性能，满足国家及行业标准对于车轮的性能要求。本发明提供了上述车轮的制造方法，采用旋转摩擦焊将轮辋和轮辐进行焊接得到车轮，通过对旋转摩擦焊这一焊接方式以及旋转摩擦焊过程中焊接面线速度和顶锻压力等工艺参数的限定，使得所得到的车轮具有优良的机械性能；同时，该制造方法在整个焊接过程时间短，焊接效率高，从而使得车轮的生产效率明显提高，适合于工业上大批量生产。

技术领域

本发明涉及车辆制造技术领域，尤其是涉及一种车轮及其制造方法、车轮总成和汽车。

背景技术

车轮是指用于承载汽车与轮胎之间硬性转动惯量的配件，也可称作轮毂、轮圈或钢圈等。

车轮的性能与其自身的制造方法有很大关系。现有的车轮的制造方法主要有以下方法：一体铸造的方法、铸造和热旋压相结合的方法以及锻造和冷旋压相结合的方法。在一体铸造的方法以及铸造和热旋压相结合的方法中，由于铸件结构所限，通常采用690-710℃的高温低压铸造，在凝固过程中容易产生疏松和针孔等缺陷，使得车轮各部件的机械性能较低，例如，轮辐的抗拉强度为205MPa左右，屈服强度为160MPa左右，延伸率为3％左右，轮缘的抗拉强为235MPa左右，屈服强度为170MPa左右，延伸率为7％左右，轮辋的抗拉强度为205MPa左右，屈服强度为170MPa左右，延伸率为2％左右。而采用锻造和旋压相结合的方法虽然所得到的车轮的性能优良，但是其材料利用率低，生产效率低，制造成本极高，不适于大批量生产。

为了改善上述现有方法中所存在的缺陷，人们将搅拌摩擦焊引入到车轮的制造过程中。通过搅拌摩擦焊所制得的车轮可满足GB/T 5334《乘用车车轮性能要求和试验方法》、GB/T 5909-2016《商用车辆车轮性能要求和试验方法》等国家标准对于车轮的性能要求，但是采用搅拌摩擦焊在对轮辋和轮辐的焊接过程中又面临以下问题：焊接时间较长，一般需要在420-540s，这就使得焊接效率低，从而影响车轮的生产效率。

有鉴于此，特提出本发明以解决上述技术问题中的至少一个。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种车轮，所述车轮的轮辋和轮辐的连接处具有特定的微观形貌，能够满足国家及行业标准对于车轮的性能要求。

本发明的第二目的在于提供一种上述车轮的制造方法。

本发明的第三目的在于提供一种车轮总成，包括上述车轮。

本发明的第四目的在于提供一种汽车，包括上述车轮总成。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种车轮，包括轮辋和轮辐，所述轮辋和轮辐接触的界面起往轮辐方向依次具有第一晶粒尺寸的第一区域和第二晶粒尺寸的第二区域，第一晶粒尺寸小于第二晶粒尺寸，且第一区域的第一晶粒尺寸逐渐渐变至第二区域的第二晶粒尺寸。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述第一晶粒为1.5～15μm，所述第二晶粒为10～100μm。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述轮辋和轮辐焊接结合位置的抗拉强度为300～370MPa，屈服强度为260～350MPa，延伸率为5～16％。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述轮辐经T6热处理后的抗拉强度为220～270MPa，屈服强度为160～210MPa，延伸率为5～10％；

优选地，所述轮辐采用铸造方式成型；

优选地，所述轮辐采用645～660℃的低温低压铸造方式成型。