[发明专利]镁合金车轮锻造成形方法及模具

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金车轮锻造成形工艺及工艺装备,内容包括镁合金车轮轮毂轮辋及轮缘的预锻、終锻和轮辋扩口成形以及所用的预锻模、终锻模和扩口成形模具。应用本发明给出的工艺及模具，可实现大批量工业化生产镁合金车轮锻件。

背景技术

目前使用的工程材料中，镁合金是比重最小的材料，其比重仅为钢的四分之一、铝的三分之二。镁合金的比强度、比刚度均高于钢铁及铝合金材料，且具有极好的防震、耐冲击、耐磨性能以及切削加工性能。随着冶炼技术的不断提高，镁合金的价格逐年下降，使得镁合金材料在工业上得到越来越广泛的应用。

车轮作为汽车的重要安全部件，它的质量直接影响到汽车的安全性能及使用性能。车轮重量的少许减轻都将明显改善整车的启动、刹车及转弯性能，而且可以收到节能减排的成效。 因此，越来越多的轿车制造商开始在其产品上使用或考虑使用镁合金车轮，而锻造镁合金车轮相比同类铸造产品具有组织致密，晶粒细小，流线合理和比强度高等优点，已成为首选。然而，缺乏成熟和实用的锻造镁合金车轮的工艺和技术，已成为使用和推进使用锻造镁合金车轮的瓶颈。美国专利US005902424A公开了一种镁合金车轮成形方法，采用铸造坯料—锻造—T6处理—旋锻—轧制的工艺制造车轮轮毂，制品机械性能良好，但是工艺复杂，所需设备多，生产成本高；专利 200610012829.9公开了了一种车轮的成形方法及装置，工艺过程为：铸造坯料—均匀化处理—预成形制坯—反挤压成形—镦挤前轮缘—扩口后轮缘—精整。该工艺采用多道工序的目的是为了减小成形力，但工艺过于复杂繁琐，生产效率低下，成本过高；专利ZL200920088829.6采用弯销机构实现分体模合模，即弯销通过斜面销孔带动凹模镶块分合，这种合模机构会导致模具工作时刚度及可靠性较低; 专利200810054600.0公开的镁合金车轮成形工艺为：镦粗—反挤压—机加—一次正挤压—二次正挤压—扩口，此工艺过程工步工序过多，故而效率低下，成本高企。

本发明采用包括预锻、終锻和轮辋扩口成形的镁合金车轮锻造工艺，工艺过程简单，采用此工艺可以高效率、低成本地实现工业化大批量生产镁合金车轮锻件。

发明内容

本发明的技术方案是：一种镁合金车轮锻造成形方法及模具, 属于镁合金车轮锻造成形工艺及工艺装备,包括车轮轮毂轮辋及轮缘的预锻、終锻和轮辋扩口成形及所使用的预锻模、终锻模以及扩口成形模具。预锻是将一定规格的镁棒料在预锻模内镦挤，成形轮毂和初步成形轮辐后反挤出高度比终锻尺寸小、厚度比终锻尺寸略小的轮辋。终锻得到轮辐、外轮缘的最终形状和尺寸并将其余金属进一步反挤成内壁具有一定锥度、外壁为竖直的筒状轮辋。终锻模具的轮辋型腔厚向尺寸比预锻模具轮辋型腔的相应尺寸略大，有利于金属流动和降低成形力；扩口成形则获得车轮轮辋的最终形状及车轮的内轮缘。

本发明的有益效果是：镁合金车轮锻件的锻造工艺过程简单，模具简捷高效，工作可靠，调整方便，工作寿命长，为实现工业化大批量生产镁合金车轮锻件提供了技术支持。

附图说明

图1 为镁合金车轮锻件图；

图2为镁合金车轮锻造工艺路线图；

图3为镁合金车轮预锻模结构图；

图中：101. 圆螺母  102. 弹簧 103. 定位销  104. 上模板 105. 打料环 106. 上顶料器  107.上模  108. 模套  109. 下模  110. 下顶料器  111 下模座  112.下模板

图4为镁合金车轮终锻模结构图；

图中标记同图3。

图5为镁合金车轮扩口成形模结构图。

图中：301. 上模  302. 上模板  303. 锁紧套  304. 顶料盘、305. 瓣模  306.下模  307. 液压缸  308. 导向装置  309. 下模座  310. 下模板  311. 滑块。

具体实施方式