[发明专利]移动载具用铝合金铸锻轮圈成型工法及其铸模

说明书

本发明涉及一种移动载具用铝合金铸锻轮圈成型工法及其铸模，提供有效率地生产制造，其包含有：一原料熔融步骤，将一含铝材料熔融成一铝汤；一铸造步骤，系一下模具设有一升液管，俾利将该铝汤注入于该下模具内，又在该升液管的出口处周围设有一水冷模块，可以对下模具内铝汤进行局部冷却，以获得特定固液比的铝汤，此时再以一上模具则对铝汤进行压挤，最后冷却、脱模而获得一第一初胚，然后再对该第一初胚进行塑性成型加工、固溶与时效热处理后，而得一铸锻轮圈；如此，可以克服传统铸胚无法采用锻造用析出硬化型铝合金的问题。

技术领域

本发明涉及移动载具用铝合金铸锻轮圈成型工法，尤指使用先铸造粗胚、再锻造及旋压成型加工的一种成型工法。

背景技术

市售铝合金轮圈可区分为锻造轮圈及铸造轮圈，而锻造轮圈因使用析出硬化型的铝合金AA6061，配合繁琐的锻造制程而可生产出机械性质佳的锻造轮圈，该锻造轮圈可以达到降伏强度可达221MPA、抗拉强度可达276MPA、延伸率7%等机械性质。反观，铸造轮圈因使用国际标准压铸铝合金原料 A356，而 所获得铸造轮圈的降伏强度仅达130MPA、抗拉强度仅达201MPA、延伸率7%等机械性质，故锻造轮圈的机械性质优于铸造轮圈，但铸造轮圈的制造成本优势较佳，而铸锻轮圈则同时具有前述两种轮圈优点。

传统低压铸造轮圈的工法，是铸造前上、下及侧边模具须完全闭合才能进行铝汤注入充填，且铝汤为以高硅含量的铸造铝合金配方来进行充填，可以增 进铝汤的流动性。在模具内完成铝汤充填后，仅能以保压为主，铝汤不再具有流动性，导致后续冷却过程中，其铸胚易有缩孔(shrinkage cavity)及结晶偏析(crystal segregation)等问题。

中国台湾专利前案TW200906511A教示一种「铝圈铸锻旋压方法」，其以铸造、锻造、固溶处理、旋压成型、时效处理等先后顺序的工法来制造车辆铝圈，但其铝汤成分，仍需要以高硅含量的铸造成分配方(硅含量至少3%以上)来制作胚料，以达到铸造粗胚的成型性；之后，在辅以锻造工法增加些微强度及延伸率。但考量其所采用铝合金材料，并非属于锻造用析出硬化型铝合金，故 无法达到锻造轮圈的强度需求。

再者，该TW200906511A文献所教示的旋压成型，系先将铸胚固溶热处理(含淬水)后再旋压胎环，最后才进行时效处理，虽然铸胚经过固溶处理后的延展性增加，可增进旋压成型的合格率，惟其仍属常温条件下的旋压成型，失败率仍高。

另，中国专利前案CN103084559B系教示一种「二次加压熔汤锻造车轮的锻造方法」，其以机械手舀取铝汤倒入铸模的模穴中，然后分二次对该铸模加压，其第一次加压，以主缸对该铝汤进行一次加压；其第二次加压，以辅助缸对该铝汤进行二次加压。此种工法的优点：由于是在铝汤半凝固加压，故可改善成型性及不必受限于使用高硅含量的铝合金；然而，其缺点：在其舀汤、倒汤过程中，容易产生大量扰动产生卷气，使该铝汤内有大量氧化膜，且该氧化膜影响铸胚品质甚大，而无法以一次及二次加压过程去除。

发明内容

缘此，鉴于上述现有工法，于是本发明人便穷极心思发明出一种移动载具用铝合金铸锻轮圈成型工法及其铸模，故本发明的主要目的在于：提供满足传统锻造产品要求的机械性质的铸锻工法；本发明的次要目的在于：可采用锻造用铝合金并解决铸胚的流动性不佳、严重偏析等问题的工法铸锻；本发明的另一目的在于：提供较佳的得料率、制造合格率、铸锻品质等的铸锻工法。

为达上述目的，故本发明运用了如下技术手段：