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铝合金轮毂生产的四种先进工艺及其优点

  铝合金轮毂生产的四种先进工艺及其优点


  先进工艺一:低压铸造
  低压铸造是将铸型放在一个密闭的炉子上面,型腔的下面用一个管(叫升液管)和炉膛里的金属液相通。如果在炉膛中金属液面上加入带压力的空气,金属液会从升液管中流入型腔。待金属液凝固以后,将炉膛中的压缩空气释放,未凝固的金属从升液管中流回到炉中。控制流入炉膛空气的压力、速度,就可以控制金属流入型腔中的速度和压力,并能让金属在压力下结晶凝固。这种工艺特点是铸件在压力下结晶,组织致密,机械性能好,金属利用率高。
  低压铸造工艺目前在中国大陆已经相当成熟,适合少人化生产管理,已经被所有整车厂认可是当前中国大陆铝合金轮毂制造业的主流工艺,产品主要销往OEM和海外零售市场。
  采用低压铸造工艺制造的铝合金轮毂,由于轮辐是最后冷却凝固的,所以部分特殊造型轮毂的轮辐易出现缩松等质量问题,而轮辋部分由于最早结晶则强度较好。


  先进工艺二:挤压铸造法
  挤压铸造也称为液态模锻,是一种集铸造和锻造特点于一体的新工艺,该工艺是将一定量的金属液体直接浇入敞开的金属型内,通过冲头以一定的压力作用于液体金属上,使之充填、成形和结晶凝固,并在结晶过程中产生一定量的塑性变形。挤压铸造充型平稳,没有湍流和不包卷气体,金属直接在压力下结晶凝固,所以铸件不会产生气孔、缩孔和缩松等铸造缺陷,且组织致密、晶粒细化,机械性能比低压铸造件高。产品既有接近锻件的优良机械性能,又有精铸件一次精密成形的高效率、高精度,且投资大大低于低压铸造法。缺点是液态模锻的产品与传统锻造产品一样,需要铣削加工来完成轮辐的造型。
  日本已有相当部分的汽车铝轮毂采用挤压铸造工艺生产,丰田汽车公司拥有十几台全自动挤压铸造设备,每台设备不到2min即可生产一件铝轮毂,从浇注金属液到取出铸件整个过程都由计算机来控制,自动化程度非常高。国内也在广东建造了一个现代化的挤压铸造汽车铝合金轮毂厂,已生产多种规格和型号的汽车铝轮毂,经鉴定产品质量达到了国外同类产品先进水平。目前世界各国都把挤压铸造作为汽车铝轮毂生产的方向之一。

  先进工艺三:铸造旋压
  铸旋分“低压铸造+旋压”和“重力铸造+旋压”两种工艺。目前韩系车企对铝轮毂的成型工艺有全面采用“低压铸造+旋压”的趋势,其它车系也有部分产品对此工艺有需求,该工艺是铸旋工艺中的主流工艺,做OEM产品的企业大部分都是采用的这种工艺;同时还有少部分做海外零售市场的企业采用“重力铸造+旋压”的工艺,从理论上讲这种工艺是行的通的,它真正把重力铸造和旋压两种工艺的长处结合到了一起,产品品质得到了提升,但是由于毛坯是重力铸造工艺生产的,因此这种工艺的经济性非常不好,生产成本很高。总之,铸旋的产品,由于轮辐部分是铸造出来的,它具有与铸造工艺生产出来的产品具有相同的优缺点;而轮辋部分是旋压出来的,因此气密性较好。铸旋产品理论上可以减重,但实际应用上效果不明显。


  先进工艺四:常规锻造
  锻造是铝轮毂应用较早的成形工艺之一。锻造铝轮毂具有强度高、抗蚀性好、尺寸精确、加工量小等优点,一般情况其重量仅相当于同尺寸钢轮的1/2或更低一些。锻造铝轮毂的晶粒流向与受力的方向一致,其强度、韧性与疲劳强度均显着优于铸造铝轮毂。同时,性能具有很好地再现性,几乎每个轮毂具有同样的力学性能。锻造铝轮毂的典型伸长率为12%~17%,因而能很好的吸收道路的震动和应力。通常铸造轮毂具有相当强的承受压缩力的能力,但承受冲击、剪切与拉伸载荷的能力则远不如锻造铝轮毂。锻造轮毂具有更高的强度重量比。另外,锻造铝轮毂表面无气孔,因而具有很好的表面处理能力,不但能保证涂层均匀一致,结合牢靠,而且色彩也好。锻造铝轮毂的最大缺点是生产工序多,生产成本比铸造的高得多。

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