铝合金车轮工艺
提 纲,一、铝合金车轮概述,二、铝合金车轮的结构和分类,三、铝合金车轮的设计,五、铝合金车轮的制造工艺,六、铝合金车轮的相关标准,四、铝合金车轮使用的材料,一、铝合金车轮的概述,铝合金车轮是基于“轻量化”的设计目标，首先使用在赛车上。,20世纪初，使用砂模制造铝合金车轮，并应用于赛车,20世纪50年代，使用钢模铸造整体式铝合金车轮，并应用于轿车,20世纪70年代，得到快速发展，被广泛应用,21世纪初，极其迅猛发展，进入国内外OEM配套体系,铝合金车轮相对于钢制车轮的优缺点：,重量轻，节能效果明显 （铝的密度是2.76×103kg/m3 ,钢的密度是7.8×103kg/m3） 散热快，整车安全性能高 （铝合金A356的导热系数是128w/m·， 含碳量为0.5%的低碳钢导热系数是54w/m·） 尺寸精度高，整车驾驶性能好 款式多样，更适应现代化整车的造型要求 不易藏污纳垢，不会产生铁锈，易清洁,优点,价钱比钢制车轮贵 铝车轮的直径一般是中、小直径，大直径 铝合金车轮的制造技术还有一定困难（如客车和卡车使用的大直径车轮） 就弹性模量而言，钢车轮有一定的优势， （碳钢的弹性模量在196206GPa的范围内，铝合金的 弹性模量在72GPa左右） 如果整车行驶速度不高、道路又是较差的，铝车轮 没有优势,缺点,二、铝合金车轮的结构和分类,车轮的结构： 主要由两部分组成,轮辋,轮辐,1、铝合金车轮按结构形式分：,1片式（整体式）,2片式,3片式,2、铝合金车轮按生产方式分：,1）铸造：重力铸造、低压铸造、液态挤压、反压铸造、离心铸造、 真空压铸、半凝固铸造等,2）锻造,优缺点:,锻造车轮简单说有以下优点：1.强度高，2.重量轻,3.相对铸造车轮节省燃油。 但目前受限于行业整体技术状况，包括材料，加工工艺， 成本等因素。目前仅少量用于零售改装市场。,3、铝合金车轮按涂装方式分：,1）车亮面,2）全涂装,3）电镀,4）抛光,5）组合,三、铝合金车轮的设计,1、铝合金车轮的表示方法（乘用车，轻型商用车，整体式铝合金车轮）,轮辋名义直径,轮辋轮廓代号,安装孔个数,轮辋名义宽度,偏距,螺栓孔分度圆直径,简略表示：可省略偏距后内容,表示为：18×8J,2、铝合金车轮构造图,3、铝合金车轮各部位命名示意图,4、铝合金的设计流程图,外观造型效果图,轮辐造型A面三维数模,车轮工程结构设计,提供供应商工艺分析,反馈修改,提交客户转供应商开发模具、试制,新开发产品流程：,如从供应商处现有产品选择，则需提供相关参数,需要提供的参数： 轮辋名义直径、宽度 轮辋执行标准 偏距 中心孔直径 螺栓孔结构（60度锥面、90度锥面、球面、平面） 背面刹车线 设计载荷 其它要注意的事项（如风格、重量、颜色等）,5、铝合金的设计应用技术,结构受力有限元分析,计算机模拟铸造凝固分析（制造工艺分析）,CAD-CAE-CAM的集成开发,依据不同的生产方式，所使用的材料也不相同：,四、铝合金车轮使用的材料,目前国内主流的生产方式及使用材料为：,整体式铝合金车轮，采用重力和低压铸造，材料使用A356，进行T6热处理,A356是一种铝硅合金（Al-Si7），含7%左右的Si,五、铝合金车轮的制造工艺,铸 造,热处理,机加工,喷涂,熔炼,主要工序,本工序控制要点：铝液成份、含氢量、铝液温度。 铝液温度控制在780 800 ,熔炼：,铸造：,铝液温度控制在680 750 ,液体依靠重力流动充填铸型，由于没有外加压力，为了获得致密的铸件，往往需要利用冒口来补缩。这种方法应用最广泛。,重力铸造模具,采用空气冷却。,利用气体压力将液态金属压入铸型，并使铸件在一定压力的作用下结晶凝固的铸造方法。,低压铸造模具,采用水流冷却。,热处理的目的：提高铸件的力学性能，改善合金的切削性能；消除由于铸件壁厚不均匀、快速冷却等所造成的内应力；稳定铸件的尺寸和组织，防止和消除因高温引起相变产生体积膨大现象；消除偏析和针状组织，改善合金的组织和力学性能。 本工序控制要点：固溶时间和温度（540±5，6H）、淬火时间和温度（60-85，3min）、时效时间和温度（130±5 ，3H）,热处理：,铝合金车轮一般采用数控加工，即CNC加工。 CNC加工在车轮加工中应用非常广泛。,本工序控制要点：所有装车尺寸。 重点控制项目：中心孔直径、PCD位置度、端径跳、动平衡。,机加工：,数控机床加工工序划分的特点为：先粗后精，先面后孔，刀具集中。刀具R的大小可按铝合金车轮型面的要求选取。,铝合金车轮涂装的目的: 首先是提高车轮的运行可靠性和耐久性；其次是提高它的外观装饰性。,本工序控制要点：前处理槽液参数、调漆参数和固化参数。,涂装：,全涂装车轮的工艺流程： 上料预处理烘干喷粉固化喷漆固化下料,预处理：通常指在涂装前在工件上进行的除油、除锈、磷化这三个工序的通称。,较典型的铝合金车轮涂装预处理的工艺流程如下： 表面活性剂水溶液除油水洗（二道） 中和出光水洗转化膜处理水洗（二道） 烘干涂装,铝合金车轮制造过程中的检测,X光检查,气密性检查,三坐标检查,关键性尺寸抽查,动不平衡量检测,材料性能检测,油漆性能检测,台架试验,动态弯曲疲劳试验,径向滚动疲劳试验,冲击试验,六、铝合金车轮的相关标准,GB/T 3487-2005 汽车轮辋规格系列,GB/T 5334-2005 乘用车车轮性能要求和试验方法,GB/T 15704-1995 轿车车轮冲击试验方法,GB/T 23301-2009 汽车车轮用铸造铝合金,QC/T 241-1997 (2005) 汽车无内胎车轮密封性试验方法,QC/T 242-2004 汽车车轮不平衡量要求及测试方法,QC/T 243-2004 汽车车轮安装面平面度要求及检测方法,QC/T 240-1997 (2005) 车轮轮辐在轮毂上安装尺寸的检验方法,QC/T 717-2004 汽车车轮跳动量的要求及检测方法,QC/T 484-1999 汽车油漆涂层（参考）,
