[发明专利]一种H型铝合金车轮锻造成形工艺

说明书

技术领域

本发明涉及轻合金车轮制造业，属于锻造成形工艺与装备技术领域，特别涉及铝合金车轮的锻造成形工艺。

背景技术

我国近200家铝合金车轮生产厂家，绝大多数采用重力或低压铸造工艺，铸造车轮力学性能低，难以满足重载车轮的使用要求，与铸造铝车轮相比，锻造车轮的强度可提高30%，减重10%-15%以上，轻量化效果显著。

目前国内的铝合金车轮锻造工艺存在流程长、设备投资大、模具摊销成本高等缺点，常采用的锻造工艺主要为：棒料加热-旋锻制坯-预锻-终锻-扩口切边冲孔-清洗冷却-预机加-强力旋压，及后续的热处理、机加工、涂装等工序，设备投资大是主要问题之一；工艺流程长是另一个主要问题，轮坯进入旋压工步前还需要对轮坯进行扩口、切边、冲孔、预机加出旋轮入刀沟槽等工序，工艺繁琐，生产成本相对较高。

申请号为201410262547.9公开的“H型高镁铝合金轮毂的制造方法”，与之相比，本工艺与之不同之处有三点：（1）该工艺使用的是通过轧制工序得到的圆环料，而本发明为圆棒料，无需进行轧制及制备环料工序；（2）该专利是将圆环料在锻压机上进行轮辐锻造，轮辋不成形，轮辋的成形全部在旋压工序实现，而本发明是将棒料进行锻压，两侧轮辋预成形，然后对轮辋进行旋压终成形，降低了旋压工作量，保证了旋压工序的生产效率，因此成形方法与上述专利不同，（3）该专利采用的是温旋或冷旋工艺，而本专利采用的是热旋压，即采用锻造后的热毛坯直接进行热旋压，旋压后直接进入热处理炉，减少能量损耗，与该专利不同。

发明内容

本发明属于车轮制造领域，公布了一种H型铝合金车轮锻造成形工艺，本成形工艺流程为一步加热两步成形，具体工艺流程为:坯料加热—热模锻—双向热旋压，锻坯在热旋压前不需要切飞边、扩口、冲孔和预机加工序，旋压得到的坯料带热直接进入热处理炉，降低生产能耗损失。

本工艺所用的毛坯为圆棒料，加热温度为400-500℃，作为优选的材料选为6061铝合金，锻造模具预热温度为420±10℃，模锻工序后轮辐部位成形完毕，轮辋部位预成形至旋压所需尺寸，锻出一侧带有张角的H型锻造轮坯,其中锻坯的轮辐和轮辋连接处设有用于旋压工序的径向定位区，如图2所示，该径向定位区与旋压模具相应定位位置配合，配合间隙为0.2-0.4mm。

本工艺中，锻造后的毛坯直接进行双向热旋压成形H型车轮的轮辋，旋压模具预热温度为250-300℃，旋压后毛坯带着热量直接进入热处理工序，减少了热量损耗。

本专利带来的有益效果在于：本发明提出的一步加热二步成形的铝合金车轮锻造工艺，具有工艺流程短、设备投资小的显著特点，锻坯旋压前不需进行切飞边、扩口以及冲孔工序，还不需进行预机加工序，缩短了工艺流程，提高了生产效率和材料利用率，而且热旋后毛坯直接进行热处理，降低了坯料升温能耗，本工艺不仅适合于H型铝合金车轮锻造，也适合一般结构形式的车轮锻造成形，本工艺适用于多种牌号的铝合金。

附图说明

图1为本发明H型车轮的锻造工艺路线图。

图2为本发明H型车轮的锻坯图。

图3为本发明H型车轮双向旋压示意图。

具体实施方式

以下结合附图就具体实施方式进行详细说明（本实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明作出的任何限定）。

结合图1、图2以及图3对实施细则进行说明，以材料为6061铝合金的20寸H型车轮为例对本工艺的实施过程分别进行了介绍。

H型铝合金锻造车轮成形过程如下。

（1）首先将铝合金圆棒料加热至400-500℃之间。

（2）在压力机上对坯料进行热模锻，锻造模具预热温度设为420±10℃，轮辐部位终成形，预成形两侧轮辋，在轮辐和轮辋连接处设有径向定位区，该定位区与旋压模具配合，配合间隙为0.2-0.4mm，锻造后的轮坯如图2所示。

（3）锻坯直接放入旋压机中进行双向旋压，锻坯安装至下模的上方，尾顶带动上模将坯料压实，旋压过程中坯料跟随下模具一起高速转动，旋轮根据轮型要求对锻坯进行双向旋压，直至旋压完毕。

（4）旋压后的轮坯带热进入热处理炉中，减少了能量损耗，热处理后再进行机加工、涂装等工序，最终得到车轮产品。