[发明专利]一种提升钢质乘用车车轮疲劳寿命的工艺方法

说明书

本发明公开了一种提升钢质乘用车车轮疲劳寿命的工艺方法，包括先分别单独加工完成轮辐及轮辋；再将轮辐及轮辋焊接组合成车轮钢圈；最后对车轮钢圈进行油漆烘烤；轮辐和轮辋加工分别采用冲压和辊压工序成形，在轮辐冲压和轮辋辊压成形过程中，二者成形变形量均控制在1.9％～2.1％之间，且确保在冲压或辊压成形过程中构件各部位厚度差≤15％；在轮辐与轮辋焊接时，采用富氩混合气体保护焊，焊丝直径1.2mm，轮辐和轮辋间的焊接接触面开口角度≤0.5°；在对车轮钢圈进行涂漆烘烤时，在150～170℃的环境温度下进行，并持续烘烤50～70min。本发明的有益效果是，钢圈疲劳寿命长、重量轻，加工方法简单、工艺参数容易控制。

技术领域

本发明涉及一种乘用车钢质车轮的制造方法，特别涉及本发明涉及一种提升钢质乘用车车轮疲劳寿命的工艺方法。

背景技术

目前，国内外汽车工业界对汽车轻量化有着日益紧迫的要求，为满足汽车轻量化发展需求，在车身上采用高强钢材是实现汽车轻量化的最为基本的技术路线之一。与普通钢种相比，高强钢材除具有更高的强度，还同时拥有较好的工艺性，并有利于提升汽车在碰撞过程中的能量吸收，在减重和安全方面具有双重优势，成为当前及未来实现汽车轻量化的首选材料之一，广泛应用于汽车制造业。

车轮是汽车上典型的承载构件，对于实现汽车的整体轻量化及保证安全性方面具有重要意义。当前国内汽车车轮产量巨大，但普遍采用抗拉强度300～500MPa的低强度级别的材料生产。与国外产品相比，存在尺寸大、质量重等问题。基于此，近年来国内正大力致力于先进高强钢等新材料在汽车车轮上的应用。车轮在实际服役过程中，主要承受来自路面及车身传递的疲劳应力，疲劳性能是评价车轮服役水平的最为关键的性能指标之一。车轮的疲劳性能一般与制造用材、工艺方法有关。与普通钢种相比，先进高强钢在制造过程中更易出现缺陷，影响车轮的疲劳性能。因此，采用合理的工艺流程对于保证车轮的疲劳性能至关重要，而目前国内对此研究涉及较少，未提出成熟的制造工艺方法，指导先进高强钢车轮生产。因此，探索基于钢质车轮疲劳性能提升的工艺方法是当前国内汽车行业急需解决的关键技术问题之一。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种提升钢质乘用车车轮疲劳寿命的工艺方法，该工艺方法通过对轮辐和轮辋几何尺寸、形状，以及焊接过程和焊后处理进行合理规范和控制，以预防或消除加工过程中出现影响疲劳寿命的缺陷，减小或消除钢圈内应力，提高其强度和韧性，从而达到提高疲劳寿命的目的。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案。

一种提升钢质乘用车车轮疲劳寿命的工艺方法，包括先分别加工好轮辐及轮辋，再将轮辐及轮辋焊接组合成车轮钢圈，最后对车轮钢圈再进行油漆烘烤；其中，轮辐的加工包括冲压成形，轮辋的加工包括辊压成形；

在所述轮辐的冲压成形和轮辋的辊压成形过程中，成形塑性变形量控制在1.9％～2.1％之间，且冲压或辊压成形状态的轮辋和轮辐各部位的厚度差≤15％；

在所述轮辐与轮辋焊接时，采用混合气体保护焊，并采用直径1.2或1.6mm的焊丝，且轮辐和轮辋间的焊接接触面开口角度≤0.5°；

在对所述焊接后的车轮钢圈进行涂漆烘烤时，在150～170℃的环境温度下进行，并持续烘烤50～70min。

采用前述技术方案的本发明，通过合理控制成形应变量降低轮辋和轮辐内应力；应变小，强化效应不够，车轮疲劳性能差，应变大容易车轮导致冲压开裂，更容易出现早期破坏；通过控制成形状态的轮辋和轮辐各部位的厚度差，确保轮辋和轮辐自身的整体强度，消除厚度差异较大存在的强度薄弱截面；采用较小直径焊丝，形成低线能量输入的焊接，避免焊缝过热，减小热影响区，缩小焊接应力影响范围；通过轮辐和轮辋间接触面的开口角度控制，使轮辐与轮辋形成良好接触，并可有效减少二者因焊接变形和焊接应力；并充分利用材料的烤漆硬化特性，通过合理控制涂漆温度和时间，对车轮材料产生显著的强化效应，提升车轮疲劳寿命。