一種鎂合金車輪鍛造成形方法技術(shù)

一種鎂合金車輪鍛造成形方法，其工藝流程可以概括為“兩擠一旋”,特征之處在于：1）加熱:將圓形鎂合金坯料加熱至鍛造溫度，模具溫度控制在與坯料等溫；2）初擠壓：以閉式反擠壓方式完成對輪輻和輪輞的初成形，但不成形外輪緣；3）終擠壓：以閉式正擠壓方式完成外輪緣的終成形，同時完成輪輞部位反擠壓終成形；4）內(nèi)旋壓成形：以內(nèi)旋壓方式完成輪輞的擴(kuò)口和內(nèi)輪緣翻邊成形。采用本方法成形的鎂合金車輪具有工藝流程短、流線順暢、生產(chǎn)效率高、材料利用率高的優(yōu)點，可有效避免成形過程中的開裂缺陷，易于批量化生產(chǎn)。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于輕合金成形
，應(yīng)用于車輪制造業(yè)。技術(shù)背景目前實用工程材料中，鎂合金是比重最小的材料，僅為鋼的1/4、鋁的2/3，鎂合金的比強(qiáng)度、比剛度均高于鋼鐵及鋁合金材料，此外鎂合金還具有極好的防震性能、耐沖擊和耐磨性能，以及良好的切削加工性能，因此鎂合金材料在工業(yè)上得到越來越廣泛的應(yīng)用。我國鎂儲藏量和產(chǎn)量均為世界第一，鎂合金的深加工技術(shù)開發(fā)具有重大經(jīng)濟(jì)價值。為滿足汽車節(jié)能減排的發(fā)展需求，汽車的輕量化已成為汽車發(fā)展的必然趨勢，由于車輪的旋轉(zhuǎn)慣性效應(yīng)，車輪的輕量化對于節(jié)能減排具有不可忽視的作用，對整車的啟動、制動性能和節(jié)油減排等方面具有顯著效果。鎂合金車輪相比鋁合金車輪可達(dá)到減重超過1/3的顯著效果，鎂合金輪轂的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)亟待突破。目前鎂合金車輪主要有鑄造和鍛造兩種成形工藝。鑄造車輪雖然生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)成本低，但鑄造鎂合金車輪卻存在著產(chǎn)品力學(xué)性能差、鑄造缺陷多等問題，因此鑄造鎂車輪目前只適用于摩托車和低速車，難以在乘用車中使用。鎂合金車輪鍛造工藝是近幾年出現(xiàn)的新技術(shù)，正處于不斷完善中，鍛造工藝可以大幅度提高鎂合金車輪的力學(xué)性能，以變形鎂合金為原材料，開發(fā)鍛造鎂合金車輪成形工藝，對于車輪輕量化目標(biāo)的實現(xiàn)具有重要意義。現(xiàn)有的鎂合金車輪鍛造工藝，主要有:(1)等溫超塑性模鍛一次成形工藝；(2)墩粗-多次正反擠壓-擴(kuò)口 -翻邊(脹形)工藝。上述兩種工藝方法主要存在的問題:(I)超塑性模鍛一次成形工藝生產(chǎn)效率低，鎂合金材料的超塑性溫度區(qū)間窄，模具溫度控制較難；(2)墩粗-多次正反擠壓-擴(kuò)口-翻邊(脹形)工藝存在工藝流程長、生產(chǎn)過程中需要對坯料補(bǔ)溫、翻邊工序易于出現(xiàn)開裂等問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述問題，本專利公開了，其工藝流程可以概括為“兩擠一旋”，特征之處在于:1)加熱:將圓形鎂合金坯料加熱至鍛造溫度，模具溫度控制在與坯料等溫；2)初擠壓:以閉式反擠壓方式完成對輪輻和輪輞的初成形，但不成形外輪緣；3)終擠壓:以閉式正擠壓方式完成外輪緣的終成形，同時完成輪輞部位反擠壓終成形；4)內(nèi)旋壓成形:以內(nèi)旋壓方式完成輪輞的擴(kuò)口和內(nèi)輪緣的旋壓翻邊成形。本專利技術(shù)的鎂合金車輪成形方法的初擠壓工序?qū)嗇椇洼嗇y部位進(jìn)行初成形，初擠壓工序不成形外輪緣，輪輞直筒部分的高度和厚度均小于終擠壓坯，初擠壓為閉式擠壓，初擠壓坯無徑向飛邊，初擠壓模具在首件擠壓前要進(jìn)行預(yù)熱，在擠壓過程中需要對模具進(jìn)行等溫控制。本專利技術(shù)的鎂合金車輪成形方法的終擠壓工序?qū)嗇椇屯廨喚夁M(jìn)行終成形，同時對輪輞進(jìn)一步擠壓至最終高度，終擠壓為閉式擠壓，終擠壓坯無徑向飛邊，終擠壓模具在首件擠壓前要進(jìn)行預(yù)熱，在擠壓過程中需要對模具進(jìn)行等溫控制。本專利技術(shù)的鎂合金車輪成形方法的內(nèi)旋壓工序采用旋輪對輪坯的內(nèi)側(cè)接觸進(jìn)行旋壓成形，將輪輞部位旋壓至要求的型線，并對內(nèi)輪緣部位進(jìn)行旋壓翻邊成形；兩個旋輪(2-1)在連接板(2-4)的帶動下圍繞中心旋轉(zhuǎn)，并且沿著軸向和徑向做進(jìn)給運動，旋輪(2-1)與輪坯(2-2 )接觸后依靠摩擦力作用圍繞各自轉(zhuǎn)軸(2-5 )隨動旋轉(zhuǎn)，旋輪(2-1)按照預(yù)定程序進(jìn)行軸向和徑向進(jìn)給，最終實現(xiàn)輪坯(2-2)與模具(2-3)的貼合，兩個旋輪(2-1)對稱布置，輪坯(2-2)徑向受力均勻?qū)ΨQ，保證了產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性，模具(2-3)在首件內(nèi)旋壓前要進(jìn)行預(yù)熱，在內(nèi)旋壓過程中需要對模具進(jìn)行等溫控制。本專利帶來的有益效果在于:1)僅用3道工序完成鎂合金車輪的成形，工藝流程短，生產(chǎn)成本低；2)本工藝中初擠壓及終擠壓兩工序均為閉式擠壓，由于無飛邊，不僅省去了后續(xù)切飛邊工序，而且提高了材料利用率；3)整個生產(chǎn)過程為一火鍛造，坯料不需進(jìn)行多次加熱，降低了能耗成本；4)采用內(nèi)旋壓方法進(jìn)行輪輞擴(kuò)口和內(nèi)輪緣翻邊，改善了坯料的受力條件，可有效避免坯料在成形過程中的開裂缺陷，易于批量化生產(chǎn)。【附圖說明】圖1為本專利技術(shù)的鎂合金車輪鍛造工藝路線。圖2為本專利技術(shù)的內(nèi)旋壓工序原理圖。圖2所示的內(nèi)旋壓原理圖中主要包括:旋輪(2-1)、輪坯(2-2)、模具(2-3)、連接板(2-4)、轉(zhuǎn)軸(2-5)。【具體實施方式】以下結(jié)合附圖就【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明(本實施例是對本專利技術(shù)的進(jìn)一步說明，而不是對本專利技術(shù)作出的任何限定)。結(jié)合附圖1和2對實施細(xì)則進(jìn)行說明，以一款尺寸為18X8.5英寸、材料為AZ80的鎂車輪為例，采用本專利技術(shù)的鍛造工藝生產(chǎn)鎂合金車輪的過程為: (1)鋸切下料鎂合金圓棒料，下料尺寸為?229X200mm(9寸棒料)，作為優(yōu)選的，毛坯加熱溫度設(shè)置為385°C，初擠壓及終擠壓模具預(yù)熱溫度與坯料相同； (2)將加熱好的棒料放入初擠壓模具中進(jìn)行初擠壓，初擠壓工序?qū)嗇椇洼嗇y部位進(jìn)行初成形，初擠壓工序不成形外輪緣，輪輞直筒部分的高度和厚度均小于終擠壓坯，初擠壓為閉式擠壓，初擠壓坯無徑向飛邊，初擠壓模具在首件擠壓前要進(jìn)行預(yù)熱，擠壓過程中需要對模具進(jìn)行等溫控制，從而保證坯料的鍛造溫度，初擠壓坯結(jié)構(gòu)如圖1所示，初擠壓工序結(jié)束后機(jī)器人將初擠壓坯取下； (3)將初擠壓毛坯放至終擠壓模具中進(jìn)行終擠壓，終擠壓工序?qū)嗇椇屯廨喚夁M(jìn)行終成形，同時對輪輞進(jìn)一步擠壓至最終高度，終擠壓為閉式擠壓，終擠壓坯無徑向飛邊，終擠壓模具在首件擠壓前要進(jìn)行預(yù)熱，擠壓過程中需要對模具進(jìn)行等溫控制，從而保證坯料的鍛造溫度，終擠壓坯結(jié)構(gòu)如圖1所示，終擠壓工序結(jié)束后機(jī)器人將終擠壓坯取下； (4 )將終擠壓坯放入內(nèi)旋壓模具中，兩個旋輪(2-1)按照預(yù)設(shè)定程序?qū)嗇y進(jìn)行旋壓至要求的型線，并對內(nèi)輪緣部位進(jìn)行旋壓翻邊成形，實現(xiàn)輪坯(2-2)與模具(2-3)的貼合，由于兩個旋輪(2-1)對稱布置，輪坯(2-2)徑向受力均勻?qū)ΨQ，保證了產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性，內(nèi)旋壓工序結(jié)束后機(jī)器人將輪坯取下，再經(jīng)過后續(xù)的熱處理、機(jī)加工、涂裝以及檢測等工序最終得到車輪產(chǎn)品。【主權(quán)項】1.，其工藝流程可以概括為“兩擠一旋”，特征之處在于:I)加熱:將圓形鎂合金坯料加熱至鍛造溫度，模具溫度控制在與坯料等溫；2)初擠壓:以閉式反擠壓方式完成對輪輻和輪輞的初鍛成形，但不成形外輪緣；3)終擠壓:以閉式正擠壓方式完成外輪緣的終成形，同時完成輪輞部位反擠壓終鍛成形；4)內(nèi)旋壓成形:以內(nèi)旋壓方式完成輪輞的擴(kuò)口和內(nèi)輪緣的旋壓翻邊成形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于:初擠壓工序?qū)嗇椇洼嗇y部位進(jìn)行初成形，初擠壓工序不成形外輪緣，輪輞直筒部分的高度和厚度均小于終擠壓坯，初擠壓為閉式擠壓，初擠壓坯無徑向飛邊，初擠壓模具在首件擠壓前要進(jìn)行預(yù)熱，在擠壓過程中需要對模具進(jìn)行等溫控制。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于:終擠壓工序?qū)嗇椇屯廨喚夁M(jìn)行終成形，同時對輪輞進(jìn)一步擠壓至最終高度，終擠壓為閉式擠壓，終擠壓坯無徑向飛邊，終擠壓模具在首件擠壓前要進(jìn)行預(yù)熱，在擠壓過程中需要對模具進(jìn)行等溫控制。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于:內(nèi)旋壓工序采用旋輪對輪坯的內(nèi)側(cè)接觸進(jìn)行旋壓成形，將輪輞部位旋壓至要求的型線，并對內(nèi)輪緣部位進(jìn)行旋壓翻邊成形，旋壓模具在首件內(nèi)旋壓前要進(jìn)行預(yù)熱，內(nèi)旋壓過程中需要對模具進(jìn)行等溫控制。【專利摘要】，其工藝流程可以概括為“兩擠一旋”,特征之處在于：1）加熱:將圓形鎂合金坯料加熱至鍛造溫度，模具溫度控制在與坯料等溫；2）初擠壓：以閉式反擠壓方式完成對輪輻和輪輞的初成形本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種鎂合金車輪鍛造成形方法，其工藝流程可以概括為“兩擠一旋”,特征之處在于：?1）加熱:將圓形鎂合金坯料加熱至鍛造溫度，模具溫度控制在與坯料等溫；2）初擠壓：以閉式反擠壓方式完成對輪輻和輪輞的初鍛成形，但不成形外輪緣；3）終擠壓：以閉式正擠壓方式完成外輪緣的終成形，同時完成輪輞部位反擠壓終鍛成形；4）內(nèi)旋壓成形：以內(nèi)旋壓方式完成輪輞的擴(kuò)口和內(nèi)輪緣的旋壓翻邊成形。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫惠學(xué)，李建，劉鑫鑫，
申請(專利權(quán))人：秦皇島燕大現(xiàn)代集成制造技術(shù)開發(fā)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：河北;13