[发明专利]一种抗疲劳高承载力的铝合金轮毂及其锻造工艺

说明书

本发明提供一种抗疲劳高承载力的铝合金轮毂及其锻造工艺，涉及汽车轮毂技术领域。该抗疲劳高承载力的铝合金轮毂，包括以下质量分数的原料：硅：0.30‑0.7％，铁：0.50％，铜：0.10％，锰：0.03％，镁：0.35‑0.8％，铬：0.03％，锌：0.10％，余量为6061铝合金和不可避免的杂质；其制造方法包括：铝棒成型，铝棒超声波探伤全检，铝棒切割，铝棒预热，1#预锻，2#成型锻，3#终锻，扩孔，去毛边，热处理工序。通过采用优化的配方作为轮毂的材质，利用铝棒超声波探伤全检，铝棒切割，铝棒预热，1#预锻，2#成型锻，3#终锻，扩孔，去毛边，热处理等工序，实现铝合金轮毂具备质量轻，节省燃油等优点，散热性好、抗疲劳、撞击强度更高，能适应各种复杂的驾驶环境，便于回收。

技术领域

本发明涉及汽车轮毂技术领域，具体为一种抗疲劳高承载力的铝合金轮毂及其锻造工艺。

背景技术

轮毂是按汽车零部件中最高安全等级要求的安全件归类的，汽车行驶过程会产生横向和纵向载荷，同时伴随驱动力矩制动力矩等，轮毂需要承受相当一部分载荷。现在的汽车都跑得很快，所以对轮毂的要求也会很高。铝合金轮毂重量轻，仅为钢的1/3，易于锻挤压成型，具有良好的耐腐蚀性、良好的强度和韧性，直锻铝合金车轮凭借自身优势，将作为汽车轻量化发展目标。而国际上只有美国铝业垄断直锻工艺，直锻工艺是在专用设备上采用专用模具，在闭式模腔内进行挤压、直接成型轮毂锻件内轮缘和外轮缘的锻造工艺过程。直锻铝合金轮毂有着重量轻强度高的优势，轻量化作为一项重要的优化指标，对新能源汽车提高综合续航能力起着重要作用。新能源汽车由于具有能源来源广泛及排放低等优点而成为各国汽车行业研发及投资的重点。2016年10月26日，中国汽车工程学会编制的《节能与新能源汽车技术路线图》正式发布，明确了新能源汽车作为未来汽车行业发展方向的必要和必然性，更是确定了汽车轻量化作为七大领域之一，为新能源汽车产业提供关键技术支撑的重要地位。

目前大部分的铝合金轮毂是通过铸造工艺生产，该工艺生产铝合金轮毂，具有铸造时间较长，加料、换模具耗时长，且生产的轮毂强度、轻量化指标不够，难以满足日益发展的汽车行业的需求。申请人通过消化吸收、再创新，模具研制、开发，掌握了具有自主知识产权的铝合金轮毂直接锻造、整体超塑一次快速成型工艺技术，填补了国内技术空白。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种抗疲劳高承载力的铝合金轮毂及其锻造工艺，解决了现有铝合金轮毂重量不够轻、强度不够高的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种抗疲劳高承载力的铝合金轮毂，包括以下质量分数的原料：硅：0.30-0.7％，铁：0.50％，铜：0.10％，锰：0.03％，镁：0.35-0.8％，铬：0.03％，锌：0.10％，余量为6061铝合金和不可避免的杂质；其制造方法包括：铝棒成型，铝棒超声波探伤全检，铝棒切割，铝棒预热，1#预锻，2#成型锻，3#终锻，扩孔，去毛边，热处理工序。

优选的，一种抗疲劳高承载力的铝合金轮毂的锻造工艺，包括以下步骤：

S1、铝棒成型：将上述进行混合熔炼，将熔炼炉内温度升高到835-855℃，待金属熔化后，保持温度固定，熔炼2h，熔炼后，将熔炼炉内铝合金液进行铸造，将其浇注为铝棒，浇注温度为790-810℃，将浇注后的铝合金棒放入电阻炉中进行均匀化处理，均匀化处理温度为500-520℃，处理时间为18h，将均匀化处理后的铝合金锭冷却至室温，最后形成轮毂用铝合金棒材；

S2、铝棒超声波探伤全检：超声波探头扫查速度≤180mm/s，重叠扫查覆盖为有效声速的10％，第一次扫查区域为90°，并在棒材端标注旋转标记，共旋转四次，每次旋转的角度均为90°，以扫查待检测铝合金棒材的全圆周区域；

S2、预处理：对铝棒进行切割得到预定长度的铝棒毛坯，对铝棒毛坯预加热，加热温度为450℃-600℃；

S3、锻造：将加热后的铝棒毛坯放入凹模，利用凸模向下运动，凸模与凹模精确合模，对铝棒毛坯进行预锻，成型锻，终锻，得到铝合金轮毂；