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铝合金轮毂的八大生产工艺

2016-06-20 08:13
龙凰
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  铸造旋压

  铸旋分“低压铸造+旋压”和“重力铸造+旋压”两种工艺。目前韩系车企对铝轮毂的成型工艺有全面采用“低压铸造+旋压”的趋势,其它车系也有部分产品对此工艺有需求,该工艺是铸旋工艺中的主流工艺,做OEM产品的企业大部分都是采用的这种工艺;同时还有少部分做海外零售市场的企业采用“重力铸造+旋压”的工艺,从理论上讲这种工艺是行的通的,它真正把重力铸造和旋压两种工艺的长处结合到了一起,产品品质得到了提升,但是由于毛坯是重力铸造工艺生产的,因此这种工艺的经济性非常不好,生产成本很高。总之,铸旋的产品,由于轮辐部分是铸造出来的,它具有与铸造工艺生产出来的产品具有相同的优缺点;而轮辋部分是旋压出来的,因此气密性较好。铸旋产品理论上可以减重,但实际应用上效果不明显。

  常规锻造

  锻造是铝轮毂应用较早的成形工艺之一。锻造铝轮毂具有强度高、抗蚀性好、尺寸精确、加工量小等优点,一般情况其重量仅相当于同尺寸钢轮的1/2或更低一些。锻造铝轮毂的晶粒流向与受力的方向一致,其强度、韧性与疲劳强度均显着优于铸造铝轮毂。同时,性能具有很好地再现性,几乎每个轮毂具有同样的力学性能。锻造铝轮毂的典型伸长率为12%~17%,因而能很好的吸收道路的震动和应力。通常铸造轮毂具有相当强的承受压缩力的能力,但承受冲击、剪切与拉伸载荷的能力则远不如锻造铝轮毂。锻造轮毂具有更高的强度重量比。另外,锻造铝轮毂表面无气孔,因而具有很好的表面处理能力,不但能保证涂层均匀一致,结合牢靠,而且色彩也好。锻造铝轮毂的最大缺点是生产工序多,生产成本比铸造的高得多。

  铸造锻造法

  它是将铸件作为锻造工序的坯料使用,对其进行塑性加工的方法。由于将锻造作为零件最终成形的工序,因此可以消除铸造缺陷,改善制品的组织结构,使产品的力学性能比铸件大大提高,同时又充分发挥了铸造工艺在成形复杂件方面的优势,使形状复杂的产品锻造工序减少,材料利用率大大提高,生产成本降低。用铸造锻造技术生产铝轮毂,其性能完全可以达到锻件的力学性能指标,但生产成本可以比普通锻造件下降30%。目前,该工艺自1996年9月成功地应用到批量生产中以来,已被多家日本公司采用,经济效果良好。目前大陆只有少数几个企业(主要在台湾六和系统)在采用这种工艺,设备和技术来自保加利亚。

  半固态模锻工艺

  所谓半固态模锻,就是将半固态坯料加热到有50%左右体积液相的半固态状态后一次模锻成形,获得所需的接近尺寸成品零件的工艺,这是一种介于固态成形和液态成形之间的崭新工艺。

  半固态模锻的优点:零件在模内收缩较小,易于近终化成形,机械加工量减少;半固态模锻件表面平整光滑、内部组织致密,晶粒细小,力学性能高于压铸和挤压铸造件;成形不易裹气,宏观气孔和显微疏松比常规铸件中的少得多;成形温度低,模具寿命长。

  近10年来,半固态成形技术在国外获得了广泛的应用,已逐步成为各先进工业国家竞相发展的一个新领域,被专家学者称为21世纪新一代新兴的金属成形技术。预计在相当长的一段时期内,半固态成形的主要市场是汽车工业,应用最成功和最广泛的是汽车铝合金零件。美国已建成数家铝合金半固态模锻工厂,其中美国的AEMP(Alumax Enginered metal Process)公司与Superior工业公司合作于1992年在阿肯色州建成了全球首家半固态模锻铝合金汽车轮毂厂。用半固态模锻代替低压铸造生产ZL101铝合金车轮毂,不仅能减少机械加工量和提高生产率,而且还可以提高机械性能,减轻质量。

  锻造旋压

  比较高端的成形工艺,目前国内只有10%左右企业采用该工艺进行生产,产品主要供应国内外的大巴、货车及高端轿车市场。优点是产品内在质量好、产品强度高质量轻;缺点是设备造价高,传统锻造工艺制造的产品轮辐造型只能靠铣削加工来完成,金属利用率低且生产效率也不高。锻造分传统锻造和碾锻,碾锻可以直接锻出轮辐的造型。 

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