浅谈铝合金轮毂生产技术的发展现状

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1、Review 专题综述浅谈铝合金轮毂生产技术的发展现状李伟，何顺荣，李丹(合肥工业大学，安徽合肥230009)摘要：本文简要叙述了铝合金汽车轮毂的研究与应用历史，介绍了几种常用生产铝合金轮毂的新技术、新工艺。包括铸旋成型新工艺、半固态模锻新工艺以及计算机辅助工程技术、X射线无损检测技术等在铝合金汽车轮毂生产中的应用情况，并对铝合金汽车轮毂生产技术的发展趋势进行了展望。关键词：铝合金；汽车轮毂；铸旋成型；半固态模锻中图分类号:TG27;文献标识码：A；文章编号:1006－9658（2015）03-0001-05DOI：10.3969/j.

2、issn.1006—9658.2015.03.0010前言1958年，整体铸造的铝合金车轮诞生，之后不久锻造铝合金车轮问世。1972年，铸造铝合金车轮在双随着社会的发展和科技的进步，汽车已成为现门小轿车上得到了成批安装，标志着铸造铝合金车 代人的生活必需品之一，融入到人们生活的各个方轮批量应用于轿车的新局面。面。根据有关数据显示，2014年世界范围汽车保我国对铝合金轮毂的研发、生产与应用是从20有量达12亿辆，其中中国汽车保有量为1.54亿辆世纪80年代中期开始的，经过近三十年的发展，我居世界第二[1]。汽车保有量的持续增长，不仅促使国

3、的铝合金轮毂产业已经具有相当规模。汽车工业的快速发展和汽车市场的空前繁荣，同时目前全世界范围内铝合金汽车轮毂已经被广 也带来了道路交通安全、环境污染和资源消耗等问泛认可与接受，由于各国的积极参与研究开发，铝 题，解决这些问题最为有效的途径之一就是汽车的合金轮毂的生产技术得到不断发展。但随着人们 轻量化。汽车轻量化是通过对先进加工技术和新对汽车更安全、更舒适、更美观要求的不断高涨，铝 型轻量材料的开发和应用，实现对产品结构的优化合金轮毂的生产技术仍然存在很多不足与进步的 设计与性能的提高。空间。目前，国内外铝合金轮毂成型方式使用较多 铝合

4、金是制造汽车轮毂的材料中表现极为出的主要就是重力铸造成型、低压铸造成型、锻造成 色的一种，对铝合金汽车轮毂的研究和开发也是实型等。其中，重力成型方式生产的铝合金轮毂由于 现汽车轻量化的有效途径之一。铝合金轮毂作为疏松、夹渣等缺陷较多，力学性能较差已趋于淘汰。 重要的汽车部件，以其质量轻、强度高、失圆度好、锻造成型方式生产的铝合金轮毂成本过高，大大限 成型性能佳、回收率高等诸多优点被世界各国广泛制了其生产和应用的普及，而使用最多的低压铸造研究与应用。最早的铝合金轮毂出现在20世纪20方式在生产19寸以上大直径轮毂时往往会产生较 年代，由砂

5、型铸造生产而成并应用在赛车上。20世多缺陷，造成废品。除了在成型方式上，铝合金轮纪30年，出现钢制辐条式车轮与铝质轧制轮辋相毂生产技术上还存在其他的不足，比如在铝合金轮 结合的车轮，为铝合金车轮的发展奠定了基础。二毂的疲劳强度检测环节中，传统的生产调试方法过 次世界大战和世界性的能源危机对汽车“轻量化”于繁琐，为了获得合适的轮毂结构尺寸或生产工艺 提出迫切的需求，铝合金车轮开始用于普通汽车。参数，一种产品甚至需要试验上百次，耗费大量的收稿日期:2014-11-26人力物力，传统的铝合金轮毂的检测方法无法精确稿件编号:1412-718作者

6、简介:李伟(1989—)，男，在读硕士，从事铸造材料研究；指导教师：何顺荣（1960—），男，副教授，从事铸造合金及新型金属材料的研究.识别轮毂铸件的各类缺陷，使得大量存在质量隐患的产品流入市场，造成安全隐患。本文针对以上问中国铸造装备与技术3∕20151专题综述 Review 题，在广泛查阅相关技术资料的基础上，详细介绍轨迹的行进，挤压铸坯，逐步使铸坯紧贴模具表面，了解决上述问题的先进技术以及相关的制造工艺，从而获得要求尺寸的工件。并对铝合金汽车轮毂生产技术的发展趋势进行了铸旋新工艺生产的铝合金轮毂性能之所以远展望。优于普通铸造工艺所

7、生产的轮毂，其原因是热旋压过程中的热塑性变形所造成的强化机制。近年来，热塑性变形对A356铝合金的强化机制引起国内外1新兴的铝合金汽车轮毂成型工艺学者的普遍关注。Haghehenas等研究发现，热塑[3]1.1铸旋新工艺性变形对改善A356合金共晶Si相的形貌和分布铸旋新工艺是日本学者在20世纪90年代末有积极作用，可显著提高铝合金的韧性。许释元[4]首次提出的的一种铝合金轮毂新型制造工艺，此工通过研究热塑性形变对A356铝合金微观结构的力艺将低压铸造与热旋压成型技术结合，实现了“质学性能的影响，发现热塑性形变对添加Sr变质的共量接近锻

8、造轮毂，成本接近铸造轮毂”的目标。应晶Si形貌无明显影响，主要改变了共晶Si的分布，用此工艺生产的铝合金轮毂的力学性能指标较低并有效打断棒状Fe相，降低了Fe对合金的危害，压铸造轮毂大幅提高，如表1所示，并