專利名稱：鋁圈鑄鍛旋壓制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車鋁圏，特別是涉及一種鋁圈鑄鍛旋壓 制造方法。
背景技術(shù)：
如圖l所示，現(xiàn)有輪圏的鍛造制程一般包括以下步驟
一、 擠制一個棒材l。
二、 利用多臺鍛機(圖未示)配合多組不同的鍛造模具2、 3、 4,進行多道次的鍛造，使該棒材l逐漸成形為 一個輪圈粗胚
三、 熱處理該4侖圏粗胚5。
四、 利用 一個旋壓裝置6旋壓該輪圈粗胚5，使該輪圏粗胚5 成形出 一個胴部501。
五、 以機械加工的方式銑削該輪圏粗胚5的實心盤面(耗時 約4個小時)，并對該輪圏粗胚5的輪圏壁進行車削加工(費時約 3 - 5分鐘)，使該輪圏粗胚5成形為具有多支肋臂701的輪圏成品 7。
雖然，此種制程可達到制造出該輪圏成品7的目的，但是， 在實際制造時，此種制程卻具有以下的缺失
一 、此種制程是直接將實心的棒材l鍛造成形為該輪圏粗胚 5，因此，此種制程需經(jīng)由多道次的鍛造才能成形出中空的輪圏 粗胚5，在每一道次的鍛造，此種制程均需使用 一臺鍛機與一組 鍛造模具來鍛壓鍛胚，且，由于該輪圏粗胚5的盤面是呈不透空 的實心狀，因此最終成形的鍛機更需為能產(chǎn)生最大的出力的大 型鍛機，此外，在各道次間的鍛胚也需利用多個加熱爐來重復(fù)加熱及利用輸送設(shè)備來輸送，由此可知，此種制程單在鍛造步 驟即需使用到大量的制造設(shè)備，而會大幅提高設(shè)備投資成本。
二、 此種制程需經(jīng)由多道次的鍛造才能成形出該輪圏粗胚 5，且最終更需以機械加工的方式銑削出該輪圏粗胚5盤面的肋 臂透空形狀(一般需耗時4個小時)，因此會大幅增加所需的機 才成力口工工時。
三、 在成形大尺寸輪圏時，若材料變形量過大，則往往會 超過材料的容許變形量，因此，此種制程即需以更多道次的加 熱軟化及鍛造才能成形出大尺寸輪圈，造成大尺寸輪圈成形不易。
四、 該輪圈粗胚5鍛造后的鍛造盤面 一般是呈實心的平面狀
或弧面狀，因此，此種制程需通過積4成加工的方式4先削該4侖圏 粗胚5的盤面，才能加工出所述肋臂701，而會造成材料在銑削 上的浪費，然而，若擬以此種鍛造制程成形出各種花樣的肋臂， 則往往又會因盤面形狀過于復(fù)雜，令在鍛造過程中材料流動受 到模穴限制，造成充填不足的缺陷而無法成形，或須增加成形 負荷，以克服材料流動受到模穴限制的困境，因此，反而會導(dǎo) 致此種制程需使用更大型的鍛機才完成鍛造，而增加設(shè)備成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)備投資成本低、加工工時短， 且可制造出大尺寸鋁圏及外觀造型靈活的鋁圏的鋁圏鑄鍛旋壓 制造方法。
本發(fā)明鋁圈鑄鍛旋壓制造方法，包括步驟一準備一鋁 合金材料，該鋁合金材料包含硅及鎂。步驟二將該鋁合金材 料鑄造成一個鋁圏粗胚，使該鋁圈粗胚具有一個形成有多個肋 臂粗型的輪盤，及一 個與該輪盤的端緣相連接且環(huán)繞 一軸線的輪圈壁。步驟三鍛造該鋁圏粗胚的輪盤，使所述肋臂粗型分
別成形為一支肋臂。步驟四對該鋁圏粗胚進行固溶熱處理。 步驟五旋壓該鋁圈粗胚的輪圈壁，使該輪圏壁成形出一個環(huán) 繞該軸線的胴部。步驟六對該鋁圏粗胚進行時效熱處理。
本發(fā)明所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，在該步驟一中，該
鋁合金材料包含重量百分比3wt。/a至6wt。/a的硅及重量百分比
().4wt%至0.7wtM的鎂，且該鋁合金材料還包含重量百分比不 大于0.1wt。/。的銅、重量百分比不大于0.12wt。/。的4^、重量百分 比不大于0.05wt。/。的錳、重量百分比不大于0.05wt。/。的鋅、重 量百分比不大于0.05wt。/。的鎳及重量百分比不大于0.25wty。的鈦。
本發(fā)明所述的鋁圈鑄鍛旋壓制造方法，在該步驟二中，是 以低壓方式對該鋁圏4且胚進行4壽造。
本發(fā)明所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，在該步驟二中，是 以重力鑄造方式對該鋁圏粗胚進行鑄造。
本發(fā)明所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，在該步驟三中，鍛 造的鍛壓比是30%至70% ,鍛造的溫度是430。C至480。C 。
本發(fā)明所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，在該步驟三中，鍛 造的爐溫是450。C以下，鍛造的模溫是200。C至250。C 。
本發(fā)明所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，該步驟四中，將該 鋁圈粗胚加熱至520。C至540。C ，并持溫4小時至8小時，然后水 淬。
本發(fā)明所述的鋁圈鑄鍛旋壓制造方法，該步驟四中，將該 鋁圏粗胚加熱至520。C至540。C ,并持溫4小時至8小時，然后水淬。
本發(fā)明所述的鋁圈鑄鍛旋壓制造方法，在該步驟六中，將 該鋁圈粗胚加熱至140。C至160。C ,并4爭溫1小時至7小時，然后空冷。
本發(fā)明所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，在該步驟六中，將
該鋁圈4且胚加熱至16(TC ，并^寺溫5小時，然后空冷。
本發(fā)明所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，在該步驟一中，該
鋁合金材料中占其余重量百分比的組成部分是鋁。
借此，本發(fā)明通過上述步驟，不但可降低設(shè)備投資成本、
縮短鍛造與機械加工所耗用的工時，更可制造出大尺寸的鋁圈
及外觀造型靈活的鋁圏。


圖1是現(xiàn)有 一 種輪圏鍛造制程的制造示意圖； 圖2是本發(fā)明鋁圏鑄鍛旋壓制造方法 一較佳實施例的流程 示意圖3是該較佳實施例所鑄造出的一個鋁圏粗胚的正視示意
圖4是圖3的剖視示意圖5是該鋁圈粗胚經(jīng)鍛造后的正視示意圖6是圖5的剖視示意圖7是該鋁圏粗胚經(jīng)旋壓后的正詳見示意圖8是圖7的剖視示意圖9是該較佳實施例所制造出的 一 個鋁圏成品的正視示意
圖10是圖9的剖視示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明。 有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考圖式的一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的明白。 參閱圖2,為本發(fā)明鋁圏鑄鍛旋壓制造方法的較佳實施例，
該制造方法包括以下步驟
步驟一如圖2所示，準備一鋁合金材料(圖未示)，該鋁 合金材料包含重量百分比3wt。/。至6wt。/。的娃、重量百分比0.4wt 《，至0.7wt。/。的4美、重量百分比不大于0.1wt。/c)的銅、重量百分 比不大于0.12wt。/。的鐵、重量百分比不大于0.05wt。/。的錳、重 量百分比不大于0.05wt %的鋅、重量百分比不大于0.05wt %的 鎳及重量百分比不大于0.25wt。/。的鈦，該鋁合金材料的其余重 量百分比則是由鋁所組成。在本實施例中，硅成分越高可使該 鋁合金材料在鑄造時具有良好的鋁湯流動性(即鋁液在模具中 充填的容易度)及補縮性(即鋁制品在凝固時鋁液的補充性)， 及在鑄造后具有較佳的表面粗細度，而鎂成分越高則可使該鋁 合金材料在熱處理后析出的強化合金相越多(Mg2Si),而具有 更高的強度。
步驟二如圖2、圖3、圖4所示，將該鋁合金材料鑄造成一 個鋁圏粗胚IO,使該鋁圏粗胚10具有一個形成有多個肋臂粗型 13的輪盤11,及一 個與該輪盤11的端緣相連接且環(huán)繞 一 軸線X 的輪圏壁12。在本實施例中，是以低壓方式或重力鑄造方式對 該鋁圈粗胚進行鑄造，且，該鋁圈粗胚10的輪盤11的一個盤面 11 l被鑄造成近似最終成品的復(fù)雜形狀，但是仍預(yù)留有足夠的鍛 造變形量。
步驟三如圖2、圖5、圖6所示，鍛造該鋁圈粗胚10的輪盤 11,使所述肋臂粗型13 (見圖3、圖4)分別成形為一支肋臂14， 其中，鍛造的鍛壓比是30%至70% ,鍛造的溫度是430。C至480 。C。在本實施例中，鍛造的爐溫是450。C以下，鍛造的模溫是200 °C~ 250°C,如此，即可將該輪盤ll的盤面lll的鑄造樹枝狀組織破壞，使材料產(chǎn)生塑性流動，并使該盤面lll產(chǎn)生鍛流線，而 增加材料的機械強度(例如抗拉伸強度)。
步驟四如圖2所示，對該鋁圏粗胚IO (見圖5、圖6)進行 固溶熱處理，可將該鋁圈粗胚10加熱至520。C至540。C ,并持溫4 小時至8小時，然后水淬。在本實施例中，是將該鋁圏粗胚IO 加熱至540。C,并#~溫6小時，然后水淬，如此，即可〗吏材津牛的 破裂晶粒再結(jié)晶細化。
步驟五如圖2、圖7、圖8所示，旋壓該鋁圏粗胚10的輪圏 壁12，使該輪圏壁12成形出一個環(huán)繞該軸線X的胴部121。在本 實施例中，是以一個旋壓裝置IOO(圖式中只以一個滾子作示意) 旋壓該輪圏壁12,使該該輪圈壁12產(chǎn)生塑性變形，而具有鍛流 線，以強化材料的機械強度(例如抗拉伸強度)。
步驟六如圖2所示，對該鋁圈粗胚IO (見圖7、圖8)進行 時效熱處理，可將該鋁圏粗胚10加熱至140。C至160。C ，并持溫l 小時至7小時，然后空冷。在本實施例中，是將該鋁圏粗胚IO 加熱至160。C,并持溫5小時，然后空冷，如此，可使材料產(chǎn)生 析出物，而強化材料的機械性質(zhì)。
借此，如圖9、圖10所示，在上述步驟進行完后，即可在該 鋁圏粗胚10的輪盤11上開設(shè)多個鎖孔及一個氣嘴孔，并對該輪 圏壁12進行車削加工( 一般只需費時3 - 5分鐘)，如此，即可產(chǎn) 生最終的 一 個輪圏成品2 0 。
經(jīng)由以上的"i兌明，可再將本發(fā)明的優(yōu)點歸納如下
一、本發(fā)明是先將該鋁合金材料鑄造成為中空的鋁圏粗胚 10，此時，該輪盤ll的盤面lll已被鑄造成近似最終成品的復(fù)雜 形狀，而呈透空狀，因此，本發(fā)明即可大幅減少該鋁圏粗胚IO 在進行鍛造時所需變形的材料體積，如此，相較于現(xiàn)有技術(shù)， 本發(fā)明即可有效減少所需的鍛造道次、鍛造設(shè)備及所需的鍛造負荷，因而可大幅降低鍛造所需的設(shè)備成本，并可利用較小型 鍛機成形出大尺寸的鋁圈。
二、 本發(fā)明是先將該鋁合金材料鑄造成為中空的鋁圏粗胚 10,再對該鋁圏粗胚10的專侖盤11進4亍每殳造，因此，本發(fā)明只需 進行一道次的4歡造，即可完成該鋁圏粗胚10的4歡造加工，且， 本發(fā)明也不需:l毛時地利用機械加工的方式去4先削出肋臂，如此， 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明即可有效降低制造所需的加工工時。
三、 本發(fā)明是先將該鋁合金材料鑄造成為形狀近似最終成 品的鋁圏粗胚IO，如此，本發(fā)明只需進行一道次的鍛造，即可
完成該鋁圈粗胚10的鍛造加工，因此，本發(fā)明在每殳造時即不會
發(fā)生材料變形量超過材料容許變形量的問題，而可適于制造大 尺寸的鋁圏。
四、 本發(fā)明是先將該鋁合金材料鑄造成為中空的鋁圏粗胚
10，而使該輪盤ll的盤面lll產(chǎn)生近似最終成品的復(fù)雜形狀，因
此，本發(fā)明在鑄造時即可視需求來成形出該盤面lll所需的造 型，如此，本發(fā)明所制造出的鋁圏成品不但可具有鍛造產(chǎn)品的
品質(zhì)，更可具有鑄造產(chǎn)品的多樣外型與造型靈活度。
五、 本發(fā)明鋁合金材料的成分調(diào)配同時包含適量的硅與鎂， 因此，該鋁合金材料不但可具有足夠的流動性，而適于進行鑄 造，同時也可具有足夠的變形量，而適于進行鍛造。
六、 本發(fā)明是先將該鋁合金材料鑄造成為中空的鋁圏粗胚
10，再進行后續(xù)的制程，且本發(fā)明不需耗時地利用機械加工的
方式去銑削出肋臂造型，因此，本發(fā)明可有效減少制造所需的 材泮+用量及才幾才成加工時間。
歸納上述，本發(fā)明的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，不但所需的 設(shè)備投資成本低、耗用的鍛造與機械加工工時短，更可制造出 大尺寸的鋁圏及外觀造型靈活的鋁圏，所以確實能達到發(fā)明的目的。
以上所述僅為本發(fā)明較佳實施例，然其并非用以限定本發(fā) 明的范圍，任何熟悉本項技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神 和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進一步的改進和變化，因此本發(fā)明 的保護范圍當(dāng)以本申請的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1. 一種鋁圈鑄鍛旋壓制造方法，其特征在于，該鋁圈鑄鍛旋壓制造方法包括步驟一準備一鋁合金材料，該鋁合金材料包含硅及鎂；步驟二將該鋁合金材料鑄造成一個鋁圈粗胚，使該鋁圈粗胚具有一個形成有多個肋臂粗型的輪盤，及一個與該輪盤的端緣相連接且環(huán)繞一軸線的輪圈壁；步驟三鍛造該鋁圈粗胚的輪盤，使所述肋臂粗型分別成形為一支肋臂；步驟四對該鋁圈粗胚進行固溶熱處理；步驟五旋壓該鋁圈粗胚的輪圈壁，使該輪圈壁成形出一個環(huán)繞該軸線的胴部；及步驟六對該鋁圈粗胚進行時效熱處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，其特征 在于，在該步驟一中，該鋁合金材料包含重量百分比3wt。/。至6wt %的硅及重量百分比0.4wt。/。至0.7wt。/。的鎂，且該鋁合金材料 還包含重量百分比不大于O.lwt %的銅、重量百分比不大于 0.12wt。/。的鐵、重量百分比不大于0.05wt。/c)的錳、重量百分比 不大于0.05wt。/。的鋅、重量百分比不大于0.05wt。/。的鎳及重量 百分比不大于0.25wt。/。的鈦。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，其特征 在于，在該步驟二中，是以低壓方式對該鋁圈粗胚進行鑄造。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，其特征 在于，在該步驟二中，是以重力鑄造方式對該鋁圈粗胚進行鑄造。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，其特征在于，在該步驟三中，鍛造的鍛壓比是30%至70% ,鍛造的溫度 是430。C至480。C 。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，其特征 在于，在該步驟三中，鍛造的爐溫是450。C以下，鍛造的模溫是200 C至250。C 。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，其特征 在于，在該步驟四中，將該鋁圏粗胚加熱至520。C至540。C ，并持 溫4小時至8小時，然后水淬。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，其特征 在于，在該步驟四中，將該鋁圏粗胚加熱至540。C ,并持溫6小時， 然后水淬。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，其特征 在于，在該步驟六中，將該鋁圏粗胚加熱至140。C至160。C ,并持 溫1小時至7小時，然后空冷。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋁圈鑄鍛旋壓制造方法，其特征 在于，在該步驟六中，將該鋁圈粗胚加熱至160。C ,并持溫5小時， 然后空冷。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁圏鑄鍛旋壓制造方法，其特征 在于，在該步驟一中，該鋁合金材料中占其余重量百分比的組成 部分是鋁。
全文摘要
本發(fā)明是在提供一種鋁圈鑄鍛旋壓制造方法，包括一、準備一鋁合金材料，該鋁合金材料包含硅及鎂，二、將該鋁合金材料鑄造成一個鋁圈粗坯，使該鋁圈粗坯具有一個形成有多個肋臂粗型的輪盤，及一個與該輪盤的端緣相連接且環(huán)繞一軸線的輪圈壁，三、鍛造該鋁圈粗坯的輪盤，使所述肋臂粗型分別成形為一支肋臂，四、對該鋁圈粗坯進行固溶熱處理，五、旋壓該鋁圈粗坯的輪圈壁，使該輪圈壁成形出一個環(huán)繞該軸線的胴部，六、對該鋁圈粗坯進行時效熱處理。本發(fā)明所述鋁圈鑄鍛旋壓制造方法，不但可降低設(shè)備投資成本、縮短鍛造與機械加工所耗用的工時，更可制造出大尺寸的鋁圈及外觀造型靈活的鋁圈。
文檔編號B23P15/00GK101450439SQ20071019591
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日
發(fā)明者蔡旺發(fā) 申請人:源恒工業(yè)股份有限公司