本發(fā)明涉及金屬產(chǎn)品的制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬基泄氣保用支撐體近凈成型制備方法。

背景技術(shù)：
輪胎的泄氣保用技術(shù)是近年來國外一些輪胎公司開發(fā)出的一種新技術(shù)，在汽車上使用泄氣保用輪胎可以有效地減少因輪胎爆胎而發(fā)生的交通事故，因而泄氣保用輪胎正在逐步成為世界許多高級轎車、跑車、軍用車輛、消防車、運(yùn)鈔車和警用車等特種車輛的標(biāo)準(zhǔn)配置。泄氣保用輪胎內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)形式較多，其中剛性內(nèi)支撐技術(shù)由于結(jié)構(gòu)較簡單、適用范圍廣、承重能力強(qiáng)、安全舒適等特性是制造泄氣保用輪胎的主要技術(shù)手段之一。例如：專利號為ZL200910154767.9(授權(quán)公告號為CN101722800B)的發(fā)明專利《一種泄氣保用輪胎用的內(nèi)支撐體》公開了一種泄氣保用輪胎用的內(nèi)支撐體，該內(nèi)支撐體以鎂合金為原材料，采用雙塊式分體結(jié)構(gòu)，上述分體包括主體和接頭，上述分體間接頭通過連接件進(jìn)行連接，具有剛度高、熱穩(wěn)定性好、能減輕重量等優(yōu)點(diǎn)，采用鎂合金可以從根本上改善散熱條件，避免橡膠和工程塑料因快速大量變形發(fā)熱而軟化，消除其在使用過程中的“熱爆”現(xiàn)象，提高車輛爆胎后的安全行駛距離，延長了使用壽命。進(jìn)一步，申請?zhí)枮?01210525701.8(申請公布號為CN103846621A)的中國發(fā)明專利《一種泄氣保用支撐體的制備方法》公開了一種制備泄氣保用支撐體的方法，該方法以鋁合金作為原材料，采用砂型鑄造、金屬型鑄造、低壓鑄造或差壓鑄造方法一次成型；再對毛坯進(jìn)行精加工后進(jìn)行分割，采用數(shù)控加工的方法對各分體進(jìn)行鎖環(huán)孔、鎖塊孔、螺栓孔特定位置的加工；再采用鋼或其它強(qiáng)度高的金屬材料配套加工鎖環(huán)、鎖塊、螺栓進(jìn)行連接裝配到與其對用的輪輞上即可，該發(fā)明采用鋁合金作為原料，化學(xué)穩(wěn)定性好，制備時無需采用特殊的防護(hù)措施，工藝簡單，成本低廉，同時鋁合金的工藝適用性較強(qiáng)，可以采用一些低成本的制備技術(shù)進(jìn)行制造，有效降低成本且成品率高，制得的支撐體力學(xué)性能較高，在輪胎泄氣狀態(tài)下能夠保證車輛安全、平穩(wěn)行駛。但采用鑄造方法制備金屬基泄氣保用支撐體生產(chǎn)效率低，勞動強(qiáng)度大，材料利用率不高，能源消耗嚴(yán)重，無法滿足批量化生產(chǎn)的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)而提供一種生產(chǎn)效率高、能源消耗低以及材料浪費(fèi)低的金屬基泄氣保用支撐體的制備方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種金屬基泄氣保用支撐體近凈成型制備方法，所述金屬基泄氣保用支撐體為分體結(jié)構(gòu)，該分體結(jié)構(gòu)包括主體和接頭，上述分體間接頭通過連接件的自鎖機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接，其特征在于包括以下步驟：(1)分體毛坯的制備：以鋁合金或鎂合金為原料，采用鑄造法或型材預(yù)制法一次成型；(2)精密鍛造成型：對鑄造法制得的分體毛坯進(jìn)行一次精密鍛造成型，制得支撐體鍛造毛坯；或者對型材預(yù)制法制得的分體預(yù)成型毛坯進(jìn)行二次精密鍛造成型，制得支撐體鍛造毛坯；(3)對支撐體鍛造毛坯進(jìn)行細(xì)部加工，按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖上的尺寸和形位公差要求完成支撐體周向、徑向、端面尺寸以及用于連接件裝配的連接部位的加工；(4)采用鋼或鈦合金配套加工連接件；(5)將加工好的分體通過連接件進(jìn)行連接并裝配到與其對用的輪輞上即可。作為優(yōu)選，上述鑄造法的具體過程為：A、按鋁合金或鎂合金成分進(jìn)行配料，將配好的鋁錠和中間合金或者鎂錠和中間合金在坩堝熔煉爐中加熱熔化，待全部熔化好后對熔體進(jìn)行除氣、精煉、除渣等處理，最后將熔體溫度調(diào)整到700～730℃的范圍內(nèi)以備澆注使用；B、用澆包定量稱取熔煉好的鋁合金液或鎂合金液，沿著直澆道以固定的流速注入到已經(jīng)造好型的支撐體分體毛坯的模具型腔中，通過冒口對鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮，待鑄件全部冷卻成型后打開模型取出支撐體分體鑄造毛坯并進(jìn)行表面清理。作為優(yōu)選，所述一次精密鍛造成型的具體過程為：將采用鑄造法制備的分體毛坯預(yù)熱到150～200℃，噴涂水基石墨后加熱至鍛造溫度380～450℃并保溫2～3h，同時將鍛造模具預(yù)熱至200～300℃保溫3～4h后噴涂水基石墨，將預(yù)熱好的分體鑄造毛坯放置于鍛模型腔中，進(jìn)行支撐體分體鍛造毛坯一次精密鍛造成型，鍛造速度6～10mm/s。作為優(yōu)選，所述型材預(yù)制法的具體過程為：選用鋁合金坯或鎂合金坯，按設(shè)計(jì)的尺寸或重量要求的進(jìn)行下料，并對下好的坯料進(jìn)行除銹、除油、去污、去除氧化皮等表面處理，將處理好的坯料放置在保溫爐中預(yù)熱到150～200℃，噴涂水基石墨后加熱至鍛造溫度380～450℃并保溫2～3h，將支撐體分體預(yù)成型毛坯鍛造模具預(yù)熱到200～300℃保溫3～4h后噴涂水基石墨，將預(yù)熱好的鋁合金或鎂合金坯料放置在鍛造模具型腔中，開啟鍛造機(jī)制備支撐體分體預(yù)成型毛坯，鍛造速度6～10mm/s，鍛造成型后打開鍛模取出支撐體分體預(yù)成型毛坯剔除毛刺后利用余熱噴涂水基石墨。作為優(yōu)選，所述二次精密鍛造成型的具體過程為：將處理好的鋁合金或鎂合金支撐體分體預(yù)成型毛坯加熱到300～420℃保溫1.5～2h，將凈成型鍛造模具預(yù)熱至200～300℃保溫3～4h后噴涂水基石墨，將預(yù)熱好的分體預(yù)成型毛坯放置在鍛模型腔中，進(jìn)行支撐體分體鍛造毛坯二次精密鍛造成型，鍛造速度6～8mm/s。本發(fā)明中的金屬基泄氣保用支撐體的結(jié)構(gòu)可根據(jù)裝配要求和剛度要求選擇雙塊試、三塊式或四塊式等不同分體式結(jié)構(gòu)，作為優(yōu)選，所述支撐體采用雙塊式分體結(jié)構(gòu)，使得支撐體結(jié)構(gòu)簡單，方便加工制造。作為優(yōu)選，所述連接件包括鎖塊、螺栓和螺母，所述接頭的連接結(jié)構(gòu)采用對接式、搭接試或插接式。作為優(yōu)選，所述主體的軸截面呈工字型，其徑向高度為正常充氣條件下輪胎胎腔截面高度的40～80％，以保證支撐體在胎壓正常情況下不影響車輛行駛，而一旦發(fā)生輪胎失壓后該支撐體可以起到輔助支撐作用以保證車輛繼續(xù)安全行駛。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明采用鑄造法或型材預(yù)制法制得分體毛坯，利用精密鍛造成型技術(shù)制得支撐體鍛造毛坯，成型后僅需對支撐體鍛造毛坯進(jìn)行少量的細(xì)部加工或者不加工，制得的零件質(zhì)量高，具有精確的外形、高的尺寸精度和形位精度以及好的表面粗糙度，整個制備過程操作簡單，可以達(dá)到高效、低消耗和低成本，滿足批量化生產(chǎn)的需要，改善生產(chǎn)條件，減少對環(huán)境的污染，制得的金屬基泄氣保用支撐體鍛件內(nèi)部致密、組織比較均勻、內(nèi)部沒有氣孔，可以作為T6熱處理和陽極氧化，進(jìn)而提高金屬基泄氣保用支撐體的產(chǎn)品性能。附圖說明圖1為本發(fā)明中泄氣保用支撐體前視圖；圖2為本發(fā)明中泄氣保用支撐體后視圖；圖3為本發(fā)明中泄氣保用支撐體接頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明中泄氣保用支撐體主體結(jié)構(gòu)剖視圖；圖5為本發(fā)明中鎖環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明中特制螺母的俯視圖；圖7為本發(fā)明中特制螺母的剖視圖；圖8為本發(fā)明中鎖塊的剖視圖；圖9為本發(fā)明中鎖塊的俯視圖；圖10為本發(fā)明中螺栓的俯視圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1、2、3所示為一種雙塊對接式泄氣保用輪胎用支撐體，分體包括主體1和接頭2，各分體毛坯采用精密鍛造技術(shù)制備，再結(jié)合機(jī)械加工和數(shù)控加工完成泄氣保用支撐體主體和接頭細(xì)部結(jié)構(gòu)的加工。如圖4所示主體1的軸截面呈工字型，在不同種類的輪胎中其徑向高度為正常充氣條件下輪胎胎腔截面高度的40％～80％，以保證支撐體在胎壓正常情況下不影響車輛行駛，而一旦發(fā)生輪胎失壓后該支撐體可以起到輔助支撐作用以保證車輛繼續(xù)安全行駛。如圖5、6、7、8、9、10所示，支撐體連接件均采用鋼質(zhì)材料或鈦合金制造加工，包括鎖塊7、螺栓8、鎖環(huán)9和特制螺母10，通過連接件的自鎖機(jī)制實(shí)現(xiàn)支撐體分體的裝配連接，接頭2上設(shè)有與鎖環(huán)9相對應(yīng)的鎖環(huán)槽11，鎖環(huán)9上設(shè)有螺栓孔12和鎖塊孔13，對應(yīng)的接頭2開有螺栓孔12a和鎖塊孔15，鎖塊7置入接頭2的鎖塊孔15內(nèi)，并與鎖環(huán)9上的鎖塊孔13配合，兩個分體之間通過兩個螺栓8分別穿過鎖塊7的螺栓孔和鎖環(huán)9上的螺栓孔配合，兩個分體之間通過兩個螺栓8分別穿過鎖塊7的螺栓孔和鎖環(huán)9上的螺栓孔12，利用特定螺母10進(jìn)行連接固定，特制螺母10嵌入對應(yīng)的接頭1的沉孔11a內(nèi)。下面通過實(shí)施例1～4對本發(fā)明中金屬基泄氣保用支撐體的具體制備過程進(jìn)行闡述。實(shí)施例1：本實(shí)施例以鑄造法制備分體毛坯再結(jié)合一次精密鍛造技術(shù)制造6061鋁合金泄氣保用支撐體為例進(jìn)行說明。1.按照6061鋁合金成分進(jìn)行配料，將配好的鋁錠和中間合金在坩堝熔煉爐中加熱熔化，待全部熔化好后對熔體進(jìn)行除氣、精煉、除渣等處理，最后將熔體溫度調(diào)整到700～730℃的范圍內(nèi)以備澆注使用。2.用澆包定量稱取熔煉好的6061鋁合金液，沿著直澆道以固定的流速注入到已經(jīng)造好型的支撐體分體毛坯的模具型腔中，通過冒口對鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮，待鑄件全部冷卻成型后打開模型取出支撐體分體鑄造毛坯并進(jìn)行表面清理。3.將采用鑄造法制備的6061鋁合金支撐體分體毛坯預(yù)熱到150～200℃，噴涂水基石墨后加熱至鍛造溫度380～450℃并保溫2～3h，同時鍛造模具預(yù)熱至200～300℃保溫3～4h后噴涂水基石墨，將預(yù)熱好的分體鑄造毛坯對稱放置在鍛模型腔中，進(jìn)行雙塊支撐體分體鍛造毛坯一次精密鍛造成型，鍛造速度6～10mm/s。4.對6061鋁合金支撐體鍛造毛坯進(jìn)行細(xì)部加工，按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖上的尺寸和形位公差要求完成支撐體周向、徑向、端面尺寸以及鎖環(huán)孔、鎖塊孔、螺栓孔、螺母孔等連接部位的加工，最終完成6061鋁合金泄氣保用支撐體分體產(chǎn)品的制備。5.按照配件設(shè)計(jì)圖上的尺寸和形位公差要求采用鋼加工制備鎖環(huán)、鎖塊、螺母、螺栓等配件。6.將兩塊加工好的6061鋁合金泄氣保用支撐體分體產(chǎn)品通過鎖緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連接并安裝到與其配套的輪輞上進(jìn)行鎖緊，再裝配相應(yīng)型號的輪胎，即可將該泄氣保用支撐體系統(tǒng)安裝在車輛上進(jìn)行使用。實(shí)施例2：本實(shí)施例以兩道次精密鍛造技術(shù)制造6061鋁合金泄氣保用支撐體為例進(jìn)行說明。1.選用鑄造或鍛造等方法生產(chǎn)的6061鋁合金棒坯或方坯，按設(shè)計(jì)的尺寸或重量要求的進(jìn)行下料，并對下好的坯料進(jìn)行表面處理，包括除銹、除油、去污、去除氧化皮等，將處理好的坯料放置在保溫爐中預(yù)熱到150～200℃，噴涂水基石墨后加熱至鍛造溫度380～450℃并保溫2～3h。2.將支撐體分體預(yù)成型毛坯鍛造模具預(yù)熱到200～300℃保溫3～4h后噴涂水基石墨，將預(yù)熱好的6061鋁合金坯料對稱放置在鍛造模具型腔中，開啟鍛造機(jī)對坯料施加變形力制備支撐體分體預(yù)成型毛坯，鍛造速度6～10mm/s，鍛造成型后打開鍛模取出支撐體分體預(yù)成型毛坯剔除毛刺后利用余熱噴涂水基石墨。3.將處理好的6061鋁合金支撐體分體預(yù)成型毛坯加熱到300～420℃保溫1.5～2h，將凈成型鍛造模具預(yù)熱至200～300℃保溫3～4h后噴涂水基石墨，將預(yù)熱好的分體預(yù)成型毛坯對稱放置在鍛模型腔中，進(jìn)行雙塊支撐體分體鍛造毛坯二次精密鍛造成型，鍛造速度6～8mm/s。4.對6061鋁合金支撐體鍛造毛坯進(jìn)行細(xì)部加工，按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖上的尺寸和形位公差要求完成支撐體周向、徑向、端面尺寸以及鎖環(huán)孔、鎖塊孔、螺栓孔、螺母孔等連接部位的加工，最終完成6061鋁合金泄氣保用支撐體分體產(chǎn)品的制備。5.按照配件設(shè)計(jì)圖上的尺寸和形位公差要求采用鈦合金加工制備鎖環(huán)、鎖塊、螺母、螺栓等配件。6.將兩塊加工好的6061鋁合金泄氣保用支撐體分體產(chǎn)品通過鎖緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連接并安裝到與其配套的輪輞上進(jìn)行鎖緊，再裝配相應(yīng)型號的輪胎，即可將該泄氣保用支撐體系統(tǒng)安裝在車輛上進(jìn)行使用。實(shí)施例3：本實(shí)施例以鑄造法制備分體毛坯再結(jié)合一次精密鍛造技術(shù)制造AZ80鎂合金泄氣保用支撐體為例進(jìn)行說明。1.按照AZ80鎂合金成分進(jìn)行配料，將配好的鎂錠和中間合金在坩堝熔煉爐中加熱熔化，待全部熔化好后對熔體進(jìn)行除氣、精煉、除渣等處理，在熔煉過程中要采用氣體或熔劑等介質(zhì)對熔體進(jìn)行保護(hù)，最后將熔體溫度調(diào)整到690～720℃的范圍內(nèi)以備澆注使用。2.用澆包定量稱取熔煉好的AZ80鎂合金液，沿著直澆道以固定的流速注入到已經(jīng)造好型的支撐體分體毛坯的模具型腔中，通過冒口對鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮，待鑄件全部冷卻成型后打開模型取出支撐體分體鑄造毛坯并進(jìn)行表面處理。3.將采用鑄造法制備的AZ80鎂合金支撐體分體毛坯預(yù)熱到150～200℃噴涂水基石墨后加熱到350～400℃保溫2～3h，同時將鍛造模具預(yù)熱至200～250℃保溫3～4h并噴涂水基石墨，將預(yù)熱好的分體鑄造毛坯對稱放置在模鍛型腔中，進(jìn)行雙塊支撐體分體鍛造毛坯一次精密鍛造成型，鍛造速度5～8mm/s。4.對AZ80鎂合金支撐體鍛造毛坯進(jìn)行細(xì)部加工，按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖上的尺寸和形位公差要求完成支撐體周向、徑向、端面尺寸以及鎖環(huán)孔、鎖塊孔、螺栓孔、螺母孔等連接部位的加工，最終完成AZ80鎂合金泄氣保用支撐體分體產(chǎn)品的制備。5.按照配件設(shè)計(jì)圖上的尺寸和形位公差要求采用鈦合金加工制備鎖環(huán)、鎖塊、螺母、螺栓等配件。6.將兩塊加工好的AZ80鎂合金泄氣保用支撐體分體產(chǎn)品通過鎖緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連接并安裝到與其配套的輪輞上進(jìn)行鎖緊，再裝配相應(yīng)型號的輪胎，即可將該泄氣保用支撐體系統(tǒng)安裝在車輛上進(jìn)行使用。實(shí)施例4：本實(shí)施例以兩道次精密鍛造技術(shù)制造AZ80鎂合金泄氣保用支撐體為例進(jìn)行說明。1.選用鑄造或鍛造等方法生產(chǎn)的AZ80鎂合金棒坯或方坯，按設(shè)計(jì)的尺寸或重量要求的進(jìn)行下料，并對下好的坯料進(jìn)行表面處理，包括除銹、除油、去污、去除氧化皮等，將處理好的坯料放置在保溫爐中預(yù)熱到150～200℃并噴涂水基石墨后加熱到350～400℃保溫2～3h。2.將支撐體分體預(yù)成型毛坯鍛造模具預(yù)熱到200～300℃后噴涂水基石墨，將預(yù)熱好的AZ80鎂合金坯料對稱放置在鍛造模具型腔中，開啟鍛造機(jī)對坯料施加變形力制備支撐體分體預(yù)成型毛坯，鍛造速度5～8mm/s，鍛造成型后打開鍛模取出支撐體分體毛坯后剔除毛刺并利用余熱噴涂水基石墨。3.將處理好的AZ80鎂合金支撐體分體預(yù)成型毛坯加熱到350～380℃保溫1.5～2h，同時將凈成型鍛造模具預(yù)熱至200～250℃保溫3～4h，將預(yù)熱好的分體預(yù)成型毛坯對稱放置在鍛模型腔中，進(jìn)行雙塊支撐體分體鍛造毛坯二次精密鍛造成型，鍛造速度5～8mm/s。4.對AZ80鎂合金支撐體鍛造毛坯進(jìn)行細(xì)部加工，按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖上的尺寸和形位公差要求完成支撐體周向、徑向、端面尺寸以及鎖環(huán)孔、鎖塊孔、螺栓孔、螺母孔等連接部位的加工，最終完成AZ80鎂合金泄氣保用支撐體分體產(chǎn)品的制備。5.按照配件設(shè)計(jì)圖上的尺寸和形位公差要求采用鋼加工制備鎖環(huán)、鎖塊、螺母、螺栓等配件。6.將兩塊加工好的AZ80鎂合金泄氣保用支撐體分體產(chǎn)品通過鎖緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連接并安裝到與其配套的輪輞上進(jìn)行鎖緊，再裝配相應(yīng)型號的輪胎，即可將該泄氣保用支撐體系統(tǒng)安裝在車輛上進(jìn)行使用。