[发明专利]一种铝合金轮毂及其表层高能复合改性方法

说明书

本发明提供一种铝合金轮毂及其表层高能复合改性方法，涉及汽车制造技术领域。该表层高能复合改性方法包括：对待加工的铝合金轮毂实施预处理；对预处理后的铝合金轮毂进行激光冲击强化处理，得到激光强化产物；对所述激光强化产物进行预处理；对所述预处理后的激光强化产物进行离子渗氮处理，以在所述激光强化产物的表层形成渗氮层，得到表面具有复合强化层的铝合金轮毂，所述复合强化层从外到内依次包括渗氮层和强化层。通过预处理后，进行激光冲击强化处理和渗氮处理，使得该轮毂的表层形成具有梯度结构的复合强化结构，极大增强了铝合金轮毂的材料强度，并具有轻量化效果和优异的抗磨损性能。

技术领域

本公开涉及汽车制造技术领域，且特别涉及一种铝合金轮毂及其表层高能复合改性方法。

背景技术

随着近些年来全球气候变暖和能源问题日益突出，汽车制造企业逐渐朝着降低汽车的能耗、减少污染的方法发展，研究数据表明：汽车每降低100Kg，油耗就可以降低0.7L/km。而汽车轮毂是汽车零部件的一个重要组成部分，其为轮胎内廓用以支撑轮胎的圆桶形、中心装配在轴上的部件。常见的汽车轮毂有钢质轮毂及铝合金质轮毂。钢质轮毂的强度高，常用于大型载重汽车，但钢质轮毂质量重，铝合金轮毂的密度只有钢质轮毂的1/3左右，铝合金轮毂的使用能够在一定程度上降低车辆本身的重量，有利于减少能耗。

但是，由于铝合金强度低，耐磨性差，导致铝合金轮毂的耐用性较差，使用寿命较短，限制了铝合金轮毂的应用。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供一种铝合金轮毂及其表层高能复合改性方法。

本公开解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

根据本公开的第一方面，提出一种铝合金轮毂的表层高能复合改性方法，包括：

对待加工的铝合金轮毂实施预处理；

对预处理后的铝合金轮毂进行激光冲击强化处理，得到表面具有强化层的激光强化产物；

对所述激光强化产物进行预处理；

对预加热处理后的激光强化产物进行离子渗氮处理，得到表面具有复合强化层的铝合金轮毂，所述复合强化层从外到内依次包括渗氮层和强化层。

在本公开的一个示例性实施例中，对待加工的铝合金轮毂实施预处理包括：对待加工的铝合金轮毂进行超声清洗处理和烘干处理。

在本公开的一个示例性实施例中，在进行激光冲击强化处理过程前，依次在待加工的铝合金轮毂毂上施加吸收层和约束层，其中，以去离子水作为所述约束层，以铝膜或黑漆涂料作为所述吸收层。

在本公开的一个示例性实施例中，所述激光冲击强化处理的参数为：激光波长1064nm，脉冲能量3～5J，脉冲宽度为15～22nm，光斑间搭接率为50％～65％。

在本公开的一个示例性实施例中，对所述激光强化产物进行预处理，包括：对所述激光强化产物进行抛光处理、超声清洗处理和预加热处理。

在本公开的一个示例性实施例中，所述预加热处理的温度为400～450℃，处理时间为10～30min。

在本公开的一个示例性实施例中，所述离子渗氮处理过程中，采用等离子渗氮方式，渗氮气体氛为氮气和氢气的混合气体，其中，氮气和氢气的用量比为2～3：1，渗氮气压为1×10²～1.5×10²Pa，渗氮温度为450～550℃，渗氮时间为4～6h。

在本公开的一个示例性实施例中，所述强化层的厚度为0.8～1.2mm，所述渗氮层的厚度为4～10微米，所述铝合金轮毂的表面硬度在400HV以上。