汽车轮毂的制造工艺

汽车轮毂制造技术

班级：机电1302班

学号：

姓名：师世健

指导教师：邢书明

目录

一、摘要 (3)

二、汽车轮毂的选材 (3)

1. 钢铁材料 (3)

1.1 球墨铸铁 (3)

1.2 其他钢铁材料 (3)

2.合金材料 (3)

3.复合材料 (3)

三、铸造方法 (3)

1.压力铸造 (3)

2.金属型铸造 (4)

3.熔模铸造 (4)

4.低压铸造 (5)

5.离心铸造 (5)

四、工艺方案 (6)

1.零件图 (6)

2.浇注位置 (6)

3.分型面 (7)

4.砂芯 (7)

5.浇注系统 (7)

6.主要工艺参数的确定 (7)

7.冒口 (7)

8.铸造工艺图 (8)

汽车轮毂制造技术

一、摘要

轮毂，作为汽车一个重要组成结构，起着支撑车身重量的作用，对汽车节能、环保、安全性、操控性都有着极其重要的影响。对其工作环境及使用要求予以充分分析，对其结构进行合理设计，选取性能优良的材料及适当的加工方法，都是汽车轮毂制造中不可或缺的环节。

二、汽车轮毂的选材

1．钢铁材料

1.1 铸铁、铸钢

球墨铸铁以其优良的综合力学性能应用在轮毂上，如铁素体球墨铸铁、高韧性球墨铸铁等。但是，由于类似碳素钢轮毂的缺点，以及铸造过程的复杂性和铸造模型所限，轮毂形状难于控制，限制了其应用。

1.2 其他钢铁材料

一些合金钢如加入钛元素的低合金钢，合金元素可以细化晶粒，提高钢的力学性能，使钢具有强度高、塑韧性好、加工成形性和焊接性良好，可以作为轮毂用钢；此外，低合金高强度双相钢，如低碳含铌钢，提高贝氏体含量，可以提高屈服强度，提高扩孔率，也可以用作轮辐和轮辋用钢。在实际应用中的多数钢制轮毂是通过已成型的轮缘和轮盘焊接而成，尽量使自重降低。

2．合金材料

汽车采用铝合金轮毂后减重效果明显，轻型车使用铝合金轮毂比传统钢制轮毂轻30%-40%，中型汽车可轻30%左右。美国森特来因·图尔公司用分离旋压法制出的整体板材（6061合金）车轮，比钢板冲压车轮重量减轻达50%，旋压加工时间不到90s/个，不需要组装作业，适宜大批量生产。另外，相同外径尺寸的轮毂使用铝合金轮毂抗压强度还有所提高。

3．复合材料

复合材料是应现代科学技术发展而出现的具有强大生命力的材料。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性，可减振和降低噪声、抗疲劳性能好，损伤后易修理，便于整体成形，故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。

三、铸造方法

1.压力铸造

压力铸造的实质是使液态金属在高压作用下以极高的速度充填型腔，并在压力作用下凝固而获得铸件的一种方法。采用压铸工艺生产的铸件组织致密、机械性能好、强度和表面硬度较高、铸件的尺寸精确、表面光洁。但传统压铸工艺生产的铝轮毂最大的缺点是不能通过热处理来进一步提高性能，由于液体金属充型速度极快，型腔中的气体很难完全排除，常以气孔形式存留在铸件中，这些铸件孔隙中的气体在热处理过程中会发生膨胀，使得铸件“起泡”。为使压铸件也能适用于汽车保安件。

近年来出现了一些无气孔压铸新工艺，最有代表的是充氧压铸法。充氧压铸法是使压室和压型型腔内的金属液相间的空间充氧置换，并在高速高压下进行压铸，当液体金属充填时，一方面通过排气槽排出氧气，另一方面喷散的铝液与未排出的氧气发生反应，形成氧化铝小微粒，分散在铸件内部，使铸件内不产生气孔。用充氧压铸法生产的铸件，含气量为只有普通压铸法的1/10，可进行固溶处理和焊接。与传统压铸法相比，充氧压铸的铝轮毂具有成品率高，组织致密，良好的拉伸强度和耐疲劳性能等优点。国外该方法已广泛用于铝轮毂的生产，日本轻金属株式会社于1983年开始用此方法大批量生产轿车铝合金轮毂，较采用其它铸造方法生产的同类产品重量减少了15%机加工切削量由原来的2~3mm减少到0.75mm，轮毂价格降低了10%。美国铸锻公司于1982年开始用充氧压铸法生产汽车铝合金轮毂，代替了原来的低压铸造法，并使铝轮毂的重量减轻了18%。由于有较高的机械性能和较轻的重量，充氧压铸铝轮毂用于紧急救援车和高级车辆是十分理想的。

2.金属型铸造

金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复使用多次（几百次到几千次）。金属型铸造目前所能生产的铸件，在重量和形状方面还有一定的限制，如对黑色金属只能是形状简单的铸件；铸件的重量不可太大；壁厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。

与砂型铸造比较：在技术上与经济上有许多优点。金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。同样合金，其抗拉强度平均可提高约25%，屈服强度平均提高约20%，其抗蚀性能和硬度亦显著提高；铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定；铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约15～30%；不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料80～100%；此外，金属型铸造的生产效率高；使铸件产生缺陷的原因减少；工序简单，易实现机械化和自动化。

金属型铸造虽有很多优点，但也有不足之处。如：金属型制造成本高；金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件浇不足、开裂或铸铁件白口等缺陷；金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。解决这些缺陷可以尽量选用成本较低的金属制造模型，并在型腔内留出透气孔，但因为其制造成本太高，还是不宜应用于汽车轮毂的制造。

3.熔模铸造

熔模铸造又称失蜡法。失蜡法是用腊制作所要铸成器物的模子，然后在蜡模上涂以泥浆，这就是泥模。泥模晾干后，在焙烧成掏模。一经焙烧，蜡模全部熔化流失，只剩陶模。一般制泥模时就留下了浇注口，再从浇注口灌入铜液，冷却后，所需的器物就制成了。

熔模铸件尺寸精度较高,当然由于熔模铸造的工艺过程复杂，影响铸件尺寸精度的因素较多，例如模料的收缩、熔模的变形、型壳在加热和冷却过程中的线量变化、合金的收缩率以及在凝固过程中铸件的变形等，所以普通熔模铸件的尺寸精度虽然较高，但其一致性仍需提