铝合金轮毂制造.doc

课程设计说明书 铝合金轮毂制造 目录 1铝合金车轮概述……………………………………………… 2 1.1车轮的工作状态 1.2车轮材料 1.3铝合金车轮的特点 1.4铝合金轮毂的生产和发展趋势 2 铝合金熔炼…………………………………………………… 4 2.1概述 2.2熔炼用的原材料 2.3 A356合金熔炼工艺 3铝合金车轮成型工艺………………………………………… 9 3.1铸造法 3.2锻造法 3.3半固态模锻工艺 4铸造铝合金热处理………………………………………… 14 4.1铸造铝合金热处理的目的和种类 4.2 铸造铝合金热处理的特点和原理 5总结…………………………………………………………… 16 6参考文献…………………………………………………… 16 铝合金轮毂制造 摘 要：时下铝合金是实现汽车轻量化的重要措施之一，本文介绍了车轮用材料铝合金的熔炼技术，成型工艺以及接下来的热处理工艺 关键词：铝合金 轮毂 熔炼 成型工艺 1铝合金车轮概述 1.1车轮的工作状态 无论是汽车还是摩托车，作为整车行驶部分的主要承载件——车轮，是左右整车性能最重要的安全部件。它不仅要承受静态时车辆本身垂直方向的自重载荷，更需要经受车辆行驶中自各个方向因启动、制动、转弯、石块冲击、路面凹凸不同等各种动态载荷所产生的不规则应力之考验。不仅如此，作为旋转体的车轮，它的轴向跳动和径向跳动精度，又直接影响到整车行驶中的平稳性、抓地性、制动性等行驶性能。说“车轮的优劣是制衡整车质量和档次的主要象征之一”，绝非言过其实。 1.2车轮材料 至今，车轮用的材料有钢材和轻合金两大类。前者是用合金钢板材通过轧辊和冲压制成轮辋、轮辐的坯料，再经铆接、点焊、二氧化碳电弧焊、挤压等工序装配组合而成。这类轮毂由于很适宜大批量生产，经济性好，作为传统性轧制车轮在汽车、摩托车市场中占领着很大的市场本文主要阐述的是近年来新兴起的轻合金车轮。镁和铝是最适宜制造车轮的理想轻合金材料，它有着传统钢车轮所无法比拟的许多有点，更能适应整车高速化、节能化、现代化高档次发展的需要。尤其是镁合金有着极高的比强度、疲劳强度和比弹性模量。是极为理想的车轮制造材料。使用镁合金制造的车轮具有极佳的减震性能。但是由于镁合金极易氧化的特点。及其生产成本的原因，使得镁合金没有像铝合金那么广泛用于市场。本文所讲述的轻合金是以实现产业化的铝合金而言的。 铝合金的力学性能虽然比不上钢材，但通过结构、壁厚、选材、热处理、抛丸等强化措施来提高材质和产品本身性能，完全可以满足整车对安全的要求，而且还具有钢车轮无法比拟的许多优点 1.3铝合金车轮的特点 ⑴散热快:轿车在高速行驶时,轮胎与地面摩擦会产生较高的温度,制动盘和制动片摩擦也会产生较高的温度,在这样的高温作用下,轮胎和制动片均会老化和加速磨损,制动效率下降,轮胎气压升高,爆胎和刹车失灵的事故就有可能发生。摄氏20度时,铝合金的导热系数为钢的3倍,铝合金轮毂可以更快地降低因制动(刹车皮与刹车盘之间的摩擦产生的热量)和与路面摩擦而产生的轮胎温度,将轮胎和制动盘上产生的热量迅速传导到空气中去,即便在长时间行车中连续刹车的情况下也能使车轮系统保持适当的温度。避免了轮子在高速运转下产生如爆胎等种种弊病。 ⑵重量轻:铝材密度比钢材小,铝合金轮毂比同尺寸的钢轮毂轻,平均每只铝合金轮毂比钢质轮毂要轻2公斤左右,由于轮毂重量轻,转动惯量小,汽车的加速性能得到提高,煞车性能同样得到提高,提升车子加速能力之余更可降低油耗。一辆轿车以5只车轮(包括一只后备车轮)计算可减轻重量10公斤。根据日本实验,汽车重量每减轻1公斤,一年可节省12公升汽油,在同等耗油量下,可多跑600～800米。引擎产生动能,传动到轮胎时需克服的负荷是力矩,力矩=重量×距离的平方,所以重量只差2公斤,但力矩差却相当大。由于铝合金轮毂的重量轻,减少了四轮的转动惯性,使汽车的加速性能提高了,并相对减少了制动的能量需求,从而减少了油耗。美国汽车工程师学会发表的一篇研究报告指出,铝合金轮毂虽然比一般钢轮毂昂贵,但每辆汽车跑到2万公里时,其所节省的燃料费便足以抵回成本。轻轮毂的旋转惯性较钢制重轮毂小得多,所以装上铝合金轮毂可令汽车的加速、刹车、转弯都更加灵敏,就像脱去笨重的皮鞋改穿充气的超轻跑步鞋跑步一样。根据知名轮毂厂OZ做的一个测试:使用大众高尔夫R32在215公里长的赛道上进行对比测试。结果表明使用OZ轮毂(8144kg/只)与使用普通的轮毂(11197 kg/只)相比,圈速快01773秒,6圈快317秒。这无疑是取胜的最大把握。在干路加速测试中,使用OZ轮毂0～200km/h的成绩快了0154秒,这个加速快的表现主要集中在100～200km/h。减轻重量就是节省燃料,对于千方百计追求轿车轻量化