專利名稱：制造輕合金車輪的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械制造業(yè)，更具體說(shuō)，涉及制造輕合金車輪的方法，可用于制造運(yùn)輸工具的車輪。
普通的輕合金車輪制造方法為鑄造法(Bobmeyer H.J.TheAluminium wheel in its various versions.Aluminium+AutomobileLeet.Inter，Symposium.Dusseldorf，1980.p.18/1.Dusseldorf，ALU.-Verl.，1981)，它包括下列工序熔融金屬的制備和處理，鑄件制造，鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)，車輪的熱處理和機(jī)加工，表面處理，制件涂漆，質(zhì)量檢驗(yàn)和包裝。
目前最流行的鑄造車輪方法為低壓鑄造法。這種方法保證了最高的車輪強(qiáng)度，但它的勞動(dòng)量大。鑄件的質(zhì)量在很大程度上取決于熔融金屬的制備工藝。熔融金屬在澆鑄前應(yīng)使用抽真空或分散的氣流(氬或干燥的氮)進(jìn)行處理以便仔細(xì)清除氣體和非金屬夾雜物。為了防止車輪鑄件中落入非金屬夾雜物，可使熔融金屬通過(guò)玻璃纖維和(或)泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行粗凈化和細(xì)凈化。為了查出氣孔和裂紋(特別是存在于無(wú)輪胎車輪中的)，要進(jìn)行100％的X射線檢測(cè)。而且由于氣孔造成的鑄造廢品率不低于15％。用上述方法制造的車輪的成本超過(guò)了鋼制車輪成本的2～3倍。
已知的制造輕合金車輪的方法(US No.4048828)借助采用分解模具體積模鍛來(lái)改善車輪的質(zhì)量。模鍛方法的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在有可能使金屬纖維方向與主載荷方向一致，這樣就可保證金屬疲勞強(qiáng)度極限的提高，從而也提高了車輪的強(qiáng)度。根據(jù)載荷的方向和大小能夠安排輪緣厚度與輪盤厚度的最佳比例，這樣就可比鑄造車輪減輕重量。然而，這種情況下金屬利用率仍很低，不超過(guò)0.4。
還公布了一種制造輕合金車輪的方法(Spth W.Felgenfertigungaus Aluminium-Strangpress profilen.Automobiltechnishe Zeitschrift.1986，Vol.88，No.10，p.p.557-565)，它是在液壓機(jī)上將坯料用兩個(gè)工序進(jìn)行模鍛，然后進(jìn)行輪緣滾軋。這種車輪制造方法盡管具有優(yōu)良的質(zhì)量和高的金屬利用率，但由于其成本較高而不能取代鑄造法制造車輪。
還公布了一種由條材制造輕合金車輪的方法(Fujiwara S.，Aoki N.，Iwamoto T.atal.The Development of a 2 piece aluminium disc wheelfor automobiles.Keykindzoku Nihon.1984，Vol.34)。
制造輪緣的原始材料為成卷帶材或條材，將它們?cè)谛Ｕ患羟袡C(jī)上切割成計(jì)量尺寸的坯料。坯料在圓彎曲機(jī)上彎成環(huán)件，并用接觸電弧焊法進(jìn)行對(duì)接焊接。然后清除毛刺，并用軋平法強(qiáng)化焊縫。輪緣的成型在成型機(jī)上進(jìn)行，一般經(jīng)過(guò)4道變形工序和1道校正工序。在個(gè)別情況下，成型是經(jīng)過(guò)1道擴(kuò)徑工序和在壓力機(jī)或擠出機(jī)上校正來(lái)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)所選工藝設(shè)計(jì)，車輪輪盤是在壓力機(jī)上用圓形坯料經(jīng)過(guò)幾道工序成型的。然后沿輪緣內(nèi)表面用氬弧焊法將輪盤和輪緣焊接到一起。
這種制造車輪方法的特點(diǎn)是具有高的生產(chǎn)率，低的生產(chǎn)消耗和較小的勞動(dòng)量。
與鑄造法比較這種方法的缺點(diǎn)是在輪盤工藝設(shè)計(jì)上存在局限性。
還公布了由輕合金擠壓型材制造車輪輪緣的方法(FR No.2620060，1987) 。
在專用裝置上將帶有凸塊的擠壓型材彎曲成輪緣。彎曲時(shí)凸塊形成環(huán)形的裝配點(diǎn)，用于安置輪盤。然后進(jìn)行型材的對(duì)接焊接。其輪盤是用鑄造法或模鍛法制成的。用螺釘和螺帽將輪盤固定到輪緣上，螺栓和螺帽的數(shù)量取決于輪緣的尺寸。采用這種方法時(shí)輪緣用的型材具有比其它已知車輪類型都輕的重量，以及較高的強(qiáng)度，而且不需要切削加工使其制造所需勞動(dòng)量較小。
然而，使用擠壓型材對(duì)金屬組織的質(zhì)量提出了嚴(yán)格的要求，因?yàn)锳lMgSil型熱處理強(qiáng)化合金的傳統(tǒng)擠壓方法易于形成粗晶環(huán)，該粗晶環(huán)表面具有低的耐腐蝕性。此外，金屬內(nèi)有殘余應(yīng)力，這一點(diǎn)對(duì)于車輪的輪緣是不希望的。使用傳統(tǒng)方法獲得的擠壓型材要求進(jìn)行補(bǔ)充工序以消除該殘余應(yīng)力，例如，借助熱處理，校正或定型。耐腐蝕性的降低要求使用特殊涂層對(duì)輪緣表面補(bǔ)充防護(hù)。
本發(fā)明的目的是建立一種制造輕合金車輪的方法，它借助于合理利用原始半成品可大大提高車輪制造過(guò)程的生產(chǎn)率，同時(shí)又可提高金屬的利用率，并改進(jìn)所獲制品的質(zhì)量。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種制造輕合金車輪的方法，它包括用擠壓法由原始坯料制得型材，將型材彎曲成環(huán)并進(jìn)行對(duì)接焊接而制成輪緣，制出輪盤和隨后與輪緣裝配及接合，根據(jù)規(guī)定的材料組織的均勻度水平及型材的物理-力學(xué)性能，借助于坯料和擠壓筒加熱制度和擠壓筒及擠壓沖頭移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)制度的選擇，在表面層無(wú)摩擦阻力作用或存在規(guī)定壓應(yīng)力條件下用預(yù)熱坯料擠壓法制造型材，型材彎曲成環(huán)是在型材彎曲機(jī)上進(jìn)行，對(duì)接焊接后對(duì)所獲輪緣進(jìn)行校正，同時(shí)輪盤用鑄造法或棒材或板材坯料沖壓法制造，輪盤與輪緣用壓配法裝配，并隨后焊接。
這樣做有可能消除表面層內(nèi)形成粗晶環(huán)而獲得重量輕、耐腐蝕性高和工藝設(shè)計(jì)良好的高強(qiáng)度車輪。本方法的特點(diǎn)是生產(chǎn)率高。
為了獲得具有最小粗晶環(huán)的均勻組織的擠壓型材(粗晶環(huán)決定了輪緣內(nèi)表面機(jī)加工余量)，并考慮到彎曲和校正過(guò)程中的尺寸變化，擠壓用坯料的長(zhǎng)度選擇為不超過(guò)其直徑的2倍，毛坯和擠壓筒相應(yīng)加熱至坯料工藝塑性范圍上限溫度的(0.8～0.95)和(0.8～0.9)。擠壓采用正擠法或反擠法進(jìn)行，擠壓速度等于型材致密度規(guī)定極限允許值的(0.3～0.5)。而且在正擠壓時(shí)使用工藝潤(rùn)滑劑。
這樣做可以獲得具有對(duì)兩種方法達(dá)到的最小粗晶環(huán)的擠壓型材，它使車輪的機(jī)加工量減至最少，與傳統(tǒng)的擠壓制度比較，進(jìn)一步提高了輪緣的強(qiáng)度。
獲得在輪緣內(nèi)表面方面無(wú)粗晶環(huán)和無(wú)機(jī)加工余量的擠壓型材是用不使用工藝潤(rùn)滑劑的正擠法或反擠法在等溫制度下實(shí)現(xiàn)的，這時(shí)將擠壓筒和毛坯加熱至坯料工藝塑性范圍上限溫度的(0.9～0.95)，擠壓速度等于極限允許值的(0.2～0.3)，擠壓通過(guò)雙槽陰模，其槽的位置彼此相對(duì)，而且用作輪緣內(nèi)表面的擠壓型材表面背著陰模的縱軸。
這樣做就有可能在正擠和反擠式壓力機(jī)上使用傳統(tǒng)方法獲得不需要隨后機(jī)加工的擠壓型材，因?yàn)樵跀D壓過(guò)程中在其內(nèi)表面上實(shí)際不形成粗晶環(huán)，而輪緣部分則在型材表面形成，它隨后處于汽車輪胎之下，受到輪胎保護(hù)免于腐蝕。
獲得無(wú)粗晶環(huán)和無(wú)機(jī)加工余量的擠壓型材的均勻組織、同時(shí)具有高的強(qiáng)度和塑性水平的途徑是將毛坯和擠壓筒加熱至坯料工藝塑性范圍上限溫度的(0.75～0.9)，這時(shí)型材的擠壓按“C∏AT”快速擠壓法(在國(guó)外相應(yīng)的名稱為“Friction Assisted Exstrusion”-摩擦輔助擠壓)在摩擦力的有效作用條件下進(jìn)行，擠壓速度等于受保留型材致密性所需極限允許值的(0.3～0.6)。這時(shí)擠壓筒和擠壓沖頭的速度之比保持在(1.1～1.4)范圍內(nèi)。
這樣做可提高擠壓型材的強(qiáng)度和塑性，可使比較少的工序數(shù)目將型材彎曲成輪緣，并完全消除了輪緣的機(jī)加工。
形成輪緣外表面的型材外廓部分的幾何形狀和尺寸使其完全與該外表面一致，而形成輪緣內(nèi)表面的型材外廓部分的幾何形狀和尺寸可以根據(jù)型材尺寸的變化，在彎曲和校正過(guò)程中，以及可能進(jìn)行的輪緣內(nèi)表面機(jī)加工時(shí)予以校正。在確定型材的外表面幾何形狀和尺寸時(shí)，應(yīng)符合國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求，而確定內(nèi)表面的幾何形狀和尺寸時(shí)，應(yīng)考慮縮陷、收縮、輪緣材料加熱和冷卻時(shí)溫度條件的變化，以及可能的機(jī)加工。
這樣做有可能優(yōu)化車輪的重量和提高其單獨(dú)元件的強(qiáng)度。
擠壓型材的彎曲是在坯料不加熱而預(yù)彎曲端頭后以一道工序?qū)崿F(xiàn)的。
這樣做使有可能節(jié)省彎曲工序數(shù)目和降低工作成本。
彎曲塑性儲(chǔ)備低的型材以帶有中間退火的數(shù)道工序來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者在加熱狀態(tài)下以一道工序完成。
這樣做可以提高輪緣的質(zhì)量。
彎曲成輪緣的擠壓型材進(jìn)行酸洗、清洗和烘干，然后進(jìn)行對(duì)接焊接，對(duì)接面與成型的擠壓型材側(cè)邊呈直角或銳角，同時(shí)，考慮到隨后拉伸校正輪緣，型材的長(zhǎng)度取等于計(jì)算長(zhǎng)度的(0.97～0.99)。
這樣做可以提高焊縫的質(zhì)量和車輪結(jié)構(gòu)的可靠性。
彎曲成輪緣的擠壓型材用接觸對(duì)接焊法進(jìn)行對(duì)接焊接。
這樣做保證了輪緣焊縫的高強(qiáng)度。
焊接輪緣的校正可以采用在分解陰模內(nèi)擴(kuò)徑和縮徑的方法，用橡膠、液體或聚氨基甲酸酯擠壓法，或者上述方法的綜合方案實(shí)現(xiàn)。這種方法保證了獲得符合國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求的優(yōu)質(zhì)車輪。
焊接的輪緣的校正采用加熱至型材材料工藝塑性范圍的上限溫度并使用分解型胎和隨后在型胎上冷卻輪緣至環(huán)境溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
與傳統(tǒng)方法比較，這種方法提高了過(guò)程的生產(chǎn)率和制品的質(zhì)量。
輪盤使用鑄造毛坯模鍛法或低壓鑄造法或反壓鑄造法制成。輪盤的配合表面進(jìn)行機(jī)加工，然后將輪盤壓入輪緣，并與其焊接。
這樣做可擴(kuò)大車輪的品種和工藝設(shè)計(jì)的可能性，并降低制造成本。
輪盤使用擠壓坯料模鍛法制造，并同時(shí)在分解模具中與輪緣裝配，使用壓力焊或氬弧焊法沿輪緣內(nèi)表面將輪盤與輪緣焊接到一起。
這樣做進(jìn)一步提高了金屬利用率。
輪盤使用棒材坯料在分解模具中模鍛而制造，并同時(shí)與輪緣裝配，以及在接近于工藝允許范圍上限的加熱溫度下在保護(hù)環(huán)境中進(jìn)行壓力焊，同時(shí)使用在內(nèi)表面制有工藝凸塊或凹槽的輪緣。
這樣做可進(jìn)一步提高車輪的強(qiáng)度，并保證使用壓力焊的條件。
本發(fā)明的制造輕合金車輪的方法以下列方式實(shí)現(xiàn)。
將進(jìn)行擠壓制取車輪輪緣型材的實(shí)心毛坯1(

圖1)在感應(yīng)爐或電阻爐2內(nèi)進(jìn)行加熱。加熱溫度范圍根據(jù)合金的型號(hào)選擇。
例如，難變形鋁合金毛坯的加熱，可根據(jù)合金的種類、壓機(jī)型號(hào)、對(duì)制件的物理-力學(xué)性能的要求、以及擠壓速度選擇為約320℃～480℃。
擠壓前的毛坯加熱可以降低擠壓過(guò)程中的能量消耗。此外，在顯示出壓機(jī)效應(yīng)(組織強(qiáng)化效應(yīng))的合金進(jìn)行壓力加工時(shí)，毛坯加熱可以提高制件的力學(xué)性能水平。
毛坯1加熱后被送往壓機(jī)3(圖1上按箭頭A)，并被推入壓機(jī)3的擠壓筒5襯套的空腔4內(nèi)。為了減少型材擠壓過(guò)程中的能量消耗，最好在變形前將擠壓筒5，陰模6和擠壓沖頭7進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱溫度取決于擠壓毛坯材料和所需擠壓型材的物理-力學(xué)性能。例如，擠壓難變形鋁合金時(shí)，該溫度約為320～420℃。隨后在保證獲得強(qiáng)度和塑性最佳結(jié)合的條件下開(kāi)始擠壓過(guò)程，這樣就可消除或限制粗晶環(huán)的形成。例如，在以帶有有效摩擦力作用的快速擠壓法(C∏AT法)制取型材時(shí)，使擠壓筒5和擠壓沖頭7同時(shí)向安裝在長(zhǎng)擠壓沖頭8上的陰模6方向移動(dòng)，而且使擠壓筒5的速度選擇為大于擠壓沖頭7的速度。
采用這種運(yùn)動(dòng)學(xué)條件時(shí)，在坯料的側(cè)表面產(chǎn)生朝著金屬流動(dòng)方向的摩擦力，這樣就保證了在坯料與擠壓筒接觸表面附近產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。在這樣的條件下出現(xiàn)坯料中金屬周邊流動(dòng)速度增大和軸心層金屬流動(dòng)速度減緩的現(xiàn)象。這樣就大大改變了塑性區(qū)壓縮部分金屬流動(dòng)的特點(diǎn)，并建立了平衡擠壓型材體積內(nèi)的組織和提高了其耐腐蝕性的條件。
擠壓結(jié)束后用傳統(tǒng)方法使制成的擠壓型材9與擠壓料頭分離。然后將型材在熱處理爐10中進(jìn)行加熱，隨后在拉伸或輥軸校正機(jī)11上校正，并在切割機(jī)12上切割成計(jì)量長(zhǎng)度的毛坯13。切割時(shí)既可采用無(wú)廢料精修，也可采用有廢料特型精修，這樣可在將坯料彎曲成環(huán)時(shí)在對(duì)接面獲得均勻的間隙。
擠壓型材的計(jì)量坯料的長(zhǎng)度選擇為等于計(jì)算長(zhǎng)度的(0.97～0.99)，這樣就可以在下一步用拉伸法校正輪緣。
擠壓型材彎曲成輪緣14是在型材彎曲機(jī)15上或壓機(jī)的專門模具內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。隨后進(jìn)行焊接前對(duì)接面的準(zhǔn)備，方法是修整彎曲輪緣兩端的形狀和相互位置，以便隨后在焊機(jī)上安裝。對(duì)接面可以與擠壓型材的側(cè)邊呈直角或銳角設(shè)置。
根據(jù)所用合金類型的不同，輪緣在焊接前置于專用裝置16的堿或酸液中進(jìn)行酸洗，然后清洗和烘干。之后在焊機(jī)17上用連續(xù)熔焊法進(jìn)行對(duì)接焊。輪緣型材的對(duì)接焊使用氬弧焊或接觸焊法，可保證一系列合金的強(qiáng)度不低于擠壓型材材料強(qiáng)度的90％。
經(jīng)過(guò)焊縫清理18和質(zhì)量檢驗(yàn)19后進(jìn)行焊接輪緣14的校正，其方法是擴(kuò)徑法，例如，在專門的擴(kuò)徑機(jī)20上或壓機(jī)22的分解模21內(nèi)進(jìn)行。隨后同時(shí)將輪盤23壓入輪緣14，并進(jìn)行校正。此道工序的結(jié)果消除了擠壓型材對(duì)接面附近的直線部分和輪緣的橢圓度。
采用制成輪緣前成品擠壓型材的長(zhǎng)度等于計(jì)算長(zhǎng)度的(0.97～0.99)限定了拉伸法校正空心制件的條件。當(dāng)型材的長(zhǎng)度小于上述值時(shí)，很可能出現(xiàn)輪緣橢圓度和變形材料塑性降低的情況。當(dāng)擠壓型材的長(zhǎng)度大于上述值時(shí)，可能引起校正不當(dāng)，不能消除橢圓度。
車輪輪盤23用鑄造毛坯在閉合模內(nèi)模鍛制成，并形成規(guī)定的輪盤幾何形狀和擠出輪輻條間的空腔(見(jiàn)圖1，箭頭B)。模鍛后，輪盤按輪盤與輪緣裝配面的外形進(jìn)行機(jī)加工，并同時(shí)清理輪輻條間區(qū)域，然后在裝置25內(nèi)進(jìn)行酸洗。
隨后進(jìn)行下列工序在裝置27內(nèi)將輪盤23壓入輪緣14，在裝置25內(nèi)酸洗，輪緣14與輪盤23焊接28，檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量29和整個(gè)車輪的最終共同機(jī)加工30，質(zhì)量檢驗(yàn)31，涂漆32，在臺(tái)架上最終檢驗(yàn)33和包裝34。作為一種方案，也可以用預(yù)先獲得的擠壓型材以熱模鍛法制造車輪輪盤23，立刻在分解模21中裝配輪盤毛坯和輪緣成為車輪，并隨后進(jìn)行拉伸校正和焊接輪盤與輪緣。
異型坯料模鍛(工藝順序示于圖1，箭頭B)，可以在使用陰模組合結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上大大擴(kuò)展車輪輪盤的工藝設(shè)計(jì)。利用擠壓的可能性，就可獲得各種不同工藝設(shè)計(jì)的型面。在這種情況下，輪盤的工藝設(shè)計(jì)僅取決于組合陰模的結(jié)構(gòu)，其幾何形狀以及模具內(nèi)膛的形狀，這樣的工藝措施可使毛坯的體積接近于輪盤鍛件的體積，這就消除了形成輻條時(shí)消耗的金屬?gòu)U料，保證了消除阻滯區(qū)，并在沿輪盤整個(gè)體積內(nèi)獲得規(guī)定物理-力學(xué)性能水平的均勻變形組織。
車輪輪盤也可用熔融金屬35以低壓鑄造36或反壓鑄造法制造。這種方法可以借助于使用異型鑄造擴(kuò)大工藝設(shè)計(jì)的可能性。
作為一種方案，輪盤可以在分解模內(nèi)用棒材坯料模鍛而成，并同時(shí)與輪緣在非氧化環(huán)境中在接近工藝允許溫度范圍的上限的高溫下進(jìn)行壓力焊。
輪盤還可以用條狀坯料板沖壓法經(jīng)幾個(gè)工藝步驟制成。這種工藝措施可以減輕車輪重量和減少金屬?gòu)U料。
由此可見(jiàn)，本發(fā)明的制造輕合金車輪的方法可以最有效地獲得高物理-力學(xué)性能水平的優(yōu)質(zhì)車輪，它比模鍛的和鑄造的車輪分別輕20％和40％。
借用于在輪緣型材擠壓時(shí)陰模圈部的金屬拉應(yīng)力的降低，本發(fā)明方法可以獲得具有高耐腐蝕性和規(guī)定物理-力學(xué)性能的型材。從而大大降低了輪緣的重量，并保證了其使用性能優(yōu)于已知方法所能達(dá)到的水平。
在帶有摩擦力積極作用的擠壓時(shí)，借助于最佳溫度-速度和運(yùn)動(dòng)學(xué)條件的選擇可以獲得沿型材長(zhǎng)度和截面極高的力學(xué)性能，而無(wú)組織不均勻性，例如粗晶環(huán)之類，這點(diǎn)是任何其它擠壓方法難以達(dá)到的。根據(jù)對(duì)車輪工作條件提出的要求，采用改變溫度-速度制度的方法即可以獲得具有高塑性水平的完全再結(jié)晶組織，也可以獲得具有高強(qiáng)度水平的非再結(jié)晶組織。
除此之外，本發(fā)明方法由于使用了組合陰模來(lái)獲取模鍛輪盤用的擠壓型材毛坯，故可保證輪盤的各種各樣的工藝設(shè)計(jì)并可由一種類型的車輪迅速過(guò)渡至另一種類型的車輪。
圖中標(biāo)號(hào)的說(shuō)明1-實(shí)心毛坯；2-感應(yīng)爐；3-壓機(jī)；4-擠壓筒襯套空腔；5-擠壓筒；6-陰模；7-擠壓沖頭；8-長(zhǎng)沖頭；9-擠壓型材；10-熱處理爐；11-校正機(jī)；12-鋸機(jī)；13-計(jì)量尺寸的型材毛坯；14-輪緣；15-型材彎曲機(jī)；16-酸洗裝置；17-焊接裝置；18-輪緣焊縫清理機(jī)；19-焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)；20-輪緣校正機(jī)；21-模具；22-模鍛壓機(jī)；23-由鑄造毛坯模鍛的輪盤；24-模鍛后輪盤機(jī)加工裝置；25-酸洗裝置；26-環(huán)形件；27-將輪盤壓入輪緣的裝置；28-焊接裝置；29-焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)；30-整個(gè)車輪機(jī)加工；31-機(jī)加工后車輪質(zhì)量檢驗(yàn)；32-車輪涂漆；33-在試驗(yàn)臺(tái)上檢驗(yàn)車輪質(zhì)量；34-車輪的油封和包裝；35-熔融金屬制備；36-低壓鑄造；37-X射線檢驗(yàn)；38-清理澆冒口；39-輪盤鑄件的熱處理；40-輪盤的機(jī)加工
權(quán)利要求
1.一種制造輕合金車輪的方法，包括用擠壓法由原始坯料制得型材，并將該型材彎曲成環(huán)并進(jìn)行對(duì)接焊接而制成輪緣，制造輪盤和隨后與輪緣裝配及它們的連接，其特征在于，根據(jù)規(guī)定的材料組織均勻性水平和型材的物理-力學(xué)性能，借用于選擇坯料和擠壓筒的加熱制度和擠壓筒及擠壓沖頭移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)制度的方法，在無(wú)摩擦阻力作用或在表面層存在規(guī)定壓應(yīng)力的條件下，用預(yù)熱坯料擠壓法制造型材，型材彎曲成環(huán)是在型材彎曲機(jī)上進(jìn)行，對(duì)接焊后對(duì)獲得的輪緣進(jìn)行校正，輪盤用鑄造法或由圓柱形或板狀毛坯料沖壓制造，而輪盤與輪緣的裝配采用壓入法并隨后焊接。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了獲取具有最小量粗晶環(huán)的均勻組織的擠壓型材(粗晶環(huán)決定了輪緣內(nèi)表面機(jī)加工余量)并考慮在彎曲和校正過(guò)程中型材尺寸的變化，選擇擠壓坯料的長(zhǎng)度不超過(guò)其直徑的2倍，坯料和擠壓筒分別加熱至坯料工藝塑性范圍上限溫度的0.8～0.95及0.8～0.9，擠壓以正擠法或反擠法進(jìn)行，擠壓速度等于型材致密性限定極限允許值的0.3～0.5，而且在正擠壓時(shí)使用工藝潤(rùn)滑劑。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲得具有在輪緣內(nèi)表面無(wú)粗晶環(huán)均勻組織并且無(wú)機(jī)加工余量的擠壓型材是在擠壓筒和坯料加熱至坯料工藝塑性范圍上限溫度0.9～0.95的等溫制度下，采用不使用工藝潤(rùn)滑劑的正擠法或反擠法實(shí)現(xiàn)的，擠壓速度等于極限允許值的0.2～0.3，擠壓通過(guò)雙槽陰模，其槽的位置彼此相對(duì)，而且用作輪緣內(nèi)表面的擠壓型材的表面背著陰模的縱軸。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了獲取具有無(wú)粗晶環(huán)和機(jī)加工余量的均勻組織，并具有高物理-力學(xué)性能水平的擠壓型材，將坯料和擠壓筒預(yù)熱至坯料工藝塑性范圍上限溫度的0.75～0.9，而擠壓是在摩擦力的積極作用下用“C∏AT”法進(jìn)行的，擠壓速度等于型材致密性限定的極限允許值的0.3～0.6，這時(shí)擠壓筒與擠壓沖頭的速度之比保持在1.1～1.4范圍內(nèi)。
5.按照權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，形成輪緣外表面的型材外廓部分的幾何形狀和尺寸使其完全與上述外表面一致，而形成輪緣內(nèi)表面的型材外廓部分的幾何形狀和尺寸可以根據(jù)型材尺寸的變化，在彎曲和校正過(guò)程中以及可能的隨后輪緣內(nèi)表面機(jī)加工予以校正。
6.按照權(quán)利要求1和5所述的方法，其特征在于，擠壓型材的彎曲是在坯料不加熱而預(yù)彎曲端頭后以一道工序?qū)崿F(xiàn)的。
7.按照權(quán)利要求1和5所述的方法，其特征在于，彎曲塑性儲(chǔ)備低的型材時(shí)以帶有中間退火的數(shù)道工序來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者在加熱狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)。
8.按照權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，彎曲成輪緣的擠壓型材進(jìn)行酸洗、清洗和烘干，然后進(jìn)行對(duì)接焊接，對(duì)接面與型材側(cè)邊呈直角或銳角，同時(shí)，考慮到隨后拉伸校正輪緣，型材的長(zhǎng)度取等于計(jì)算長(zhǎng)度的0.97～0.99。
9.按照權(quán)利要求1和6所述的方法，其特征在于，彎曲成輪緣的擠壓型材，采用接觸焊的對(duì)接焊接。
10.按照權(quán)利要求1和6所述的方法，其特征在于，焊接的輪緣的校正采用在分解陰模內(nèi)擴(kuò)徑法和縮徑法，或者用橡膠或聚氨基甲酸酯擠壓法實(shí)現(xiàn)。
11.按照權(quán)利要求1和6所述的方法，其特征在于，焊接的輪緣的校正采用加熱輪緣至型材材料工藝塑性范圍上限溫度并使用分解型胎和隨后在型胎上冷卻輪緣至環(huán)境溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
12.按照權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，車輪輪盤使用鑄造毛坯模鍛或鑄造法制成，輪盤裝配表面進(jìn)行機(jī)加工，然后將輪盤壓入輪緣，并以輪緣內(nèi)表面與其焊接。
13.按照權(quán)利要求1～4任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，車輪輪盤使用擠壓坯料模鍛法制造，并同時(shí)在分解模內(nèi)將輪盤與輪緣裝配，并沿輪緣內(nèi)表面用壓力焊或氬弧焊法焊接輪盤與輪緣。
14.按照權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，車輪輪盤是使用棒材坯料在分解模內(nèi)模鍛法制成，并同時(shí)將輪盤與輪緣裝配，在接近于工藝允許溫度范圍的上限的加熱溫度下在保護(hù)氣體環(huán)境中進(jìn)行其壓力焊，這時(shí)使用內(nèi)表面制有工藝凸塊或凹槽的輪緣。
全文摘要
一種制造輕合金車輪的方法,包括:用擠壓法由原始坯料制得型材,將型材彎曲成環(huán)狀并對(duì)接焊接而制成輪緣;制造輪盤;隨后將輪盤與輪緣裝配和連接。根據(jù)規(guī)定的材料組織均勻性水平和型材的物理—力學(xué)性能,借助于選擇坯料和擠壓筒加熱制度和擠壓筒及壓頭移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)制度的方法,在無(wú)摩擦阻力作用或坯料表面層存在規(guī)定壓應(yīng)力的條件下,用預(yù)熱坯料擠壓法制造上述型材。而且為了獲得具有無(wú)粗晶環(huán)和無(wú)機(jī)加工余量的均勻組織并具有高的物理－力學(xué)性能水平的擠壓型材,擠壓是在有效摩擦力積極作用條件下用“СПАТ”法進(jìn)行的。型材彎曲成輪環(huán)狀是在型材彎曲機(jī)上進(jìn)行的,在對(duì)接焊接后對(duì)所獲輪緣進(jìn)行校正。輪盤用鑄造法或由棒坯或板坯模鍛法制成。用加壓和隨后焊接的方法將輪盤與輪緣裝配在一起。
文檔編號(hào)B21C23/14GK1202858SQ96198498
公開(kāi)日1998年12月23日 申請(qǐng)日期1996年11月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月22日
發(fā)明者瓦萊里·N·謝爾巴 申請(qǐng)人:瓦萊里·N·謝爾巴