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高性能铝合金轮毂模锻新技术

铝合金车轮是钢制成车轮的替代产品，具备重量轻、导热率快、装饰性豪华、节约能源安全防护等优点。目前，已在国内外汽车整车等轻型客车上得到广泛应用。随着我国汽车整车工业高度发达的快速攀升，对国外零部件的供给与需求不断增加，市场容量相当大。目前，国内外铝合金车轮的制造方法和手段主要分为两个个部分，锻造工艺和铸造工艺，虽然最先进的锻造工艺在50%左右，生产成本很高，但锻造工艺也很高。另一种是金属铸造方法和手段，分为重力金属铸造和低压金属铸造。重力金属铸造产品具有严重的问题，例如形变收缩孔隙率，低机械强度和低产率。

1、液态模锻方法介绍

液态模锻作为一种高度发达的金属加工工程技术，具有金属铸造工艺较为简单，价格便宜，性能指标好，机械加工单位质量可靠的优点。该行动步骤在中国外科工程技术领域引起了极大的关注。目前，它已得到快速攀升，并已成为一项不可或缺工程技术。然而，由于液体的机械加工涉及冶金工程，流体流动，热传导，塑性变形等事实标准，因此塑性变形和其他方面已成为最重要的关键技术。由于行动步骤的复杂性，难以准确地确定行动步骤参数值。因此，工艺参数值的确定只能采用实验与数学理论结构分析紧密结合的方法和手段。因此，该方法的测试周期长且制造成本高，这限制了该方法的进一步持续发展。液态模锻件凝固过程当中温度场的设立建设对合理选择工艺参数值具有至关重要意义。

根据金属的压力凝固原理，将一定量的熔融金属直接倒入金属腔内，然后使熔融或半熔融的液态金属在压力等级下流动并固化，以获得接近最终形状的固体部分，节省成本和人工。生产成本和所用材料利用率高，工艺较为简单，节省人工成本，产品接近零件的最终尺寸，性能指标接近零件的性能指标，但主要固化和塑性变形小，受其他主要因素直接影响，合金应变场不理想且不均匀，成型时会凝固。当金属处于凝固的最后阶段（脆性温度区），当塑性变形或塑性变形不足以承受当时应力张量引起的应变时，就会发生沿晶断裂，即凝固裂纹。这是凝结过程当中裂纹缺陷形成的一般变化规律过程。因此研究铝合金液固模锻件的的种类组织和使用性能的非均匀性具有特殊意义。

2、固态模锻方法介绍

2.1半固态的一些模锻

半固态模锻工程技术更适合加工复杂的铝合金零件。它结合了液态铸造和固态铝加工的优势。其基本行动步骤是使用强电磁半连续铸造法。在铸造过程当中，粗枝晶物理结构被破坏以形成均匀的球体。然后，将小晶体铝锭分成比成品重的小钢坯，然后加热两次至半固态，液体体积为10％~4％，此行动步骤可进一步有效提高相关金属的一些流动性。半固态金属铸件克服了传统铸件的诸如收缩、折曲、热膨胀和尺寸偏差的缺点。它具有成型温度低，模具寿命长，节约能源，改善生产实质条件和周围环境，改善铸造单位质量（降低孔隙率和凝固收缩率）以及减少加工余量的优点。

2.2铸造预成型的方法

通常，轮的底部和预成型的轮辋通过金属铸造工艺生产，然后将金属铸造的钢坯送到轧制固定设备。轮辋的内部形状由心轴确定，并且外部形状由辊在圆周方向上确定。一些部分逐渐形成。有时，依据需要添加最终成型辊。由于塑性变形，该方法和手段可获得更薄的轮辋壁厚度和工具轮，并具有有利的物理性能，但是，轮辐的厚度通常小于铸件的厚度。

2.3铝合金轮毂的一些实质要求

由于铝合金轮毂重量轻，抗腐蚀能力强，导热系数高，传统的钢轮毂已在现代汽车制造业中被普遍取代。通常有四种制造铝合金轮毂的方法和手段，例如压力铸造，冲压生产和旋转和金属模铸。但由于重型卡车和大型客车对强度等级的要求很高，只能通过模锻来锻造车轮，以确保高强度并有效地利用所用材料，减轻总重量，汽车铝制轮毂模具带来了双重供给与需求。

2.4锻造的新工艺一纯

三高根据上述锻造和性能指标要求，依据国外涉及技术标准，生产实质条件，生产工艺和我国目前的生产率状况，结构分析了锻造过程当中的金属成形工艺，热处理工艺等环节。在每一个行动步骤的直接影响下，我们进行了所用材料系统分析，行动步骤如下：毫无疑问，使用高纯度圆锭来减少合金材料中的化学物质是锻造使用性能的至关重要层面。对于铝合金，第一个是减少金属杂质含量比（应为0.5％），第二个是减少有色金属冶金杂质，主要是确保氢含量每100g不超过0.25mL。依据这两个衡量技术标准的要求，我们决定选择6061合金金属材料。较高的模具锻造温度差决定了较高的模具锻造温度，包括较高的开放式锻造温度，较高的模具温度和较高的最终锻造温度。考虑到加热炉的温差为22℃，使用6061金属材料，因此，合金材料使用的过火温度约为580~590℃，以防止加热过程当中模具的最高表面温度达到最高480℃。

3、相关机理的一些分析

3.1合金金属材料的一些强化

新工艺从三个层面带动了合金材料的强化。由于使用提纯原材料，铁含量自动控制在0.21％~0.26％，大大降低了合金中铁