[发明专利]一种超高强度载重车轮生产方法及由该方法生产的车轮

说明书

本发明涉及一种超高强度载重车轮生产方法，包括以下三个步骤：步骤一、轮辋的制造；步骤二、轮辐的制造；步骤三、轮辋和轮辐的合成；所述步骤三包括以下步骤：(1)压配点焊；(2)合成焊接；(3)振动时效；(4)谐波检查；(5)打印标识。本方法采用抗拉伸强度为590‑780MPa的钢材制备车轮，通过采用振动时效消除残余应力，可将残余应力下降60％左右，车轮弯曲疲劳寿命和径向疲劳寿命均可达到100万次以上。可实现车轮材料强度更高、厚度更薄的车轮的生产，比同等强度等级车轮轻33.7％，满足整车轻量化及用户节能环保的需求。振动时效可实行在线生产，并与现有的自动生产线相匹配，提高了生产效率。振动时效工序具有能耗消耗小、时间短、成本低、工艺过程简单等特点。

技术领域

本发明涉及一种车轮生产方法及由该方法生产的车轮，尤其涉及一种超高强度载重车轮的生产方法及由该方法生产的车轮。

背景技术

随着汽车工业的发展，对汽车节能、减排、环保的要求越来越高，汽车轻量化是汽车发展的必然趋势。实验表明车身重量降低10％，油耗就降低约6％-8％，排放量下降4％。车轮是汽车的重要承载件，工作中高速旋转，其轻量化节能效果是其它零部件的1.5倍左右。而使用高强度钢以减小车轮轮辋和轮辐厚度是实施车轮轻量化的有效途径之一。

目前，国内外载重车轮使用的钢材抗拉伸强度强度主要在490MPa及以下。原因在于目前还没有成熟的车轮生产方法可以适用于更高强度的钢材。车轮的生产工艺较为复杂，生产过程中涉及到滚压、焊接等工艺，当钢材抗拉伸强度超过590MPa，在成型过程中残留应力较大，使得车轮疲劳寿命达不到相关标准的要求，在应力较为集中的槽底、槽顶和焊缝处易出现裂缝。按现有技术将抗拉伸强度为650MPa的钢材加工成车轮并进行了检测，槽底和槽顶圆弧处平均残余拉应力高达325MPa，合成焊缝处平均拉应力高达221MPa。疲劳测试结果表明80％的样件达不到100万次的疲劳要求。

高强钢材制备成车轮的关键工艺之一为消除车轮的残余应力。消除残余应力的常用方法有热时效及振动时效工艺。由于热时效需要配备热处理设备，生产效率较低，使该工艺不能适应车轮自动化的生产方式。传统振动时效一般采用离线式的处理工艺，需要在每个车轮的各个应力集中点多次安装激振器和测振器进行振动时效处理，操作时间长，劳动强度大，功效低，也不能适应车轮自动化的生产方式，因此专门为车轮生成所设计的振动时效工艺尚属空白，还未被车轮生产厂家所采用。

普通车轮常用材料的抗拉伸强度等级为490MPa及以下，通过优化成型工艺就可以消除大部分残留应力，无需去除残留应力就可以达到使用要求，也无法为高强度车轮去除残留应力提供技术启示。因此，开发一种高效、能适应车轮自动化生产方式的去除残留应力的方法就成为高强度车轮生产需要解决的关键技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的至少一种技术问题，提供了一种590MPa～780MPa强度级别车轮的生产方法，可解决现有技术存在的生产效率低，且不能适应车轮自动化生产方式的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：一种超高强度载重车轮生产方法包括以下三个步骤：

步骤一、轮辋的制造；

步骤二、轮辐的制造；

步骤三、轮辋和轮辐的合成；

所述步骤三包括以下步骤：

(1)压配点焊；(2)合成焊接；(3)振动时效去应力；(4)谐波检查；(5)打印标识。

所述超高强度载重车轮采用型号为590CL、650CL、DP690或DP780钢材中的一种制备。

进一步，振动时效工序采用在线生产。

进一步，所述振动时效去采用的设备为频谱谐波振动时效仪。

进一步，所述振动时效去应力的方法包括以下步骤：