由輕質(zhì)合金、特別是鋁制成的兩部件式混合輪的制造方法
【專利摘要】一種輕質(zhì)合金混合輪的制造方法，所述輕質(zhì)合金混合輪包括能夠通過摩擦焊接剛性連接的輪盤(2)和輪輞(1)，所述方法特征在于包括以下不同的工作階段：生產(chǎn)前輪盤，經(jīng)由以下操作實現(xiàn)：起始鑄造預(yù)制件的鑄造以及將所述起始鑄造預(yù)制件傳送到鍛模中的雙重操作，和為獲得前輪盤而鍛造前述起始鑄造預(yù)制件的操作，以及隨后去除毛刺以獲得所述前輪盤的操作；制造輪輞部分，利用以下操作：生產(chǎn)輕質(zhì)合金的坯錠，和通過熱或冷擠壓(P1)將所述坯錠轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)形側(cè)面，之后將該環(huán)形側(cè)面延展(P2)至最終輪輞的尺寸，以及將輪盤熱或者冷旋壓成形(P3)至輪輞的最終形式和輪廓的操作；在對待組裝的區(qū)域進行機加工之后經(jīng)由摩擦焊接操作焊接前輪盤部分和輪輞來進行組裝。本發(fā)明還涉及根據(jù)上述方法制造的輕質(zhì)合金混合輪。
【專利說明】由輕質(zhì)合金、特別是鋁制成的兩部件式混合輪的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及特別是用于車輛和機動車輛的車輪的【技術(shù)領(lǐng)域】，并且還涉及用于生產(chǎn)特別用于汽車工業(yè)的由輕質(zhì)合金、特別是鋁制成的部件的鑄造和鍛造的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，已知通過模制獲得具有一件式輪緣和輪輞的車輪的生產(chǎn)，但這樣的車輪要求復(fù)雜且昂貴的技術(shù)設(shè)施并且要求大的厚度，相對于現(xiàn)行要求而言，該大的厚度導(dǎo)致車輪過重。
[0003]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，依照涉及兩個上述方面的圖1，已知如何生產(chǎn)包括輪輞部分(I)和前輪盤部分(2)或者輪盤的兩部件式混合輪(roue hybride) (R),其中該兩部件通過任何適當(dāng)?shù)慕雍鲜侄味纬烧w。
[0004]為改善此，例如在專利EP0854792中已經(jīng)提出依照特定方法來生產(chǎn)兩部件式混合輪。輪輞和輪緣的接合借助于經(jīng)由循環(huán)運動的摩擦焊接操作焊接的接合部實現(xiàn)。在本 申請人:的子公司之一中已經(jīng)使用的該項技術(shù)令人滿意地滿足了市場的需求。但是，相對于市場的新需求，該方法的使用帶來了一些缺點，市場的新需求例如為獲得產(chǎn)品重量的大約20-30%的減輕。另外，在所述專利EP0854792中，焊接的車輪的輪輞是基于管，該管通過離心處理而被鑄造并且通過輥壓或者通過磨擦來轉(zhuǎn)換以獲得最終車輪的期望構(gòu)造。車輪的兩部件由焊接鋁合金構(gòu)成。這些操作是耗時且昂貴的。另外，需要對輪緣執(zhí)行X-射線檢驗。
[0005]此外，從1983以來， 申請人:一直在使用組合了由鋁合金制成的部件的鑄造階段和鍛造階段的技術(shù)，商標(biāo)名稱“C0BAPRESS”。該技術(shù)在專利EPl 19365中描述，并且包括通過鑄造諸如鋁或者鋁合金的輕質(zhì)合金來生產(chǎn)起始鑄造預(yù)制件，隨后將起始鑄造預(yù)制件傳送到具有比起始鑄造部件的尺寸小得多的尺寸的鍛模，以便隨后執(zhí)行允許獲得最終部件的期望特性的鍛造操作。隨后，對于鍛造后獲得的最終部件的周界執(zhí)行去除毛刺操作。
[0006]制造兩部件式混合輪、特別是輪盤部分的問題之一包括將該輪盤部分的周界邊緣與其形成輪轂的中心部分相連的不同的徑向桿的存在，該中心部分隨后將被直接連接以將車輪緊固到車輪驅(qū)動軸上。圖2示出輪盤(2)的局部視圖。這類部件的經(jīng)由鑄造的生產(chǎn)包括與在輪盤的周界邊緣和桿的相對端部之間的接合節(jié)點(2b)中發(fā)生的供給中斷(2a)的區(qū)域有關(guān)的特定約束。能清楚地看出發(fā)生在所述節(jié)點中的供給中斷。
[0007]在傳統(tǒng)鑄造中，這些供給中斷僅能夠通過使用已知類型的-例如參考ASll的更易于鑄造的合金來改善。雖然如此，這些合金并不具有相同的機械特性，并且并不總是足以消除該類型的缺陷。另一解決方案包括增大車輪的桿的橫截面，這自然增大了車輪重量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此， 申請人:的方法從上述技術(shù)出發(fā)來設(shè)計另一種制造由諸如鋁的輕質(zhì)合金制成的兩部件式混合輪的系統(tǒng)，其解決了所述問題并且滿足了市場需求。
[0009] 申請人:提出的方案是在機構(gòu)內(nèi)部進行的大量的工作和實驗的成果，因為所承擔(dān)的各個方向的研究和工作已經(jīng)揭示出與這些混合輪需要和使用條件不相符的多個約束條件。
[0010]因此，本 申請人:不得不從工作程序的具體選擇中設(shè)計和開發(fā)出一種新方法。
[0011]因此，并且根據(jù)本發(fā)明的第一特征，輕質(zhì)合金混合輪的生產(chǎn)方法，輕質(zhì)合金輪包括能夠通過摩擦焊接成為整體的前輪盤和輪輞，其特征在于，所述方法包括以下工作階段:
[0012]生產(chǎn)前輪盤，經(jīng)由以下操作實現(xiàn):起始鑄造預(yù)制件的鑄造以及將所述起始鑄造預(yù)制件傳送到鍛模中的雙重操作，和為獲得前輪盤而鍛造前述起始鑄造預(yù)制件的操作，以及隨后去除毛刺以獲得所述前輪盤的操作；
[0013]制造輪輞部分，利用以下操作:生產(chǎn)輕質(zhì)合金的坯錠，和通過熱或冷擠壓將所述坯錠轉(zhuǎn)換為環(huán)形側(cè)面(flanc circulaire)，之后將該環(huán)形側(cè)面延展至最終輪輞的尺寸，以及將輪盤熱或者冷旋壓成形至輪輞的最終形式和輪廓的操作；
[0014]在對待組裝的區(qū)域進行機加工之后經(jīng)由包含摩擦焊接操作的焊接來組裝前輪盤部分和輪輞。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的方法看起來具有特別高的執(zhí)行性，并且具有以下優(yōu)點:
[0016]車輪整體具有是通常所實現(xiàn)的抗疲勞性的兩倍的抗疲勞性，特別是在彎曲疲勞試驗中；
[0017]車輪在沖擊試驗中具有更好的性能(吸收的能量更多，輪盤周界無破裂)；
[0018]輪輞的橫截面由于通過擠壓制成而較小，由此減輕了重量。這種厚度的獲得經(jīng)由重力或低壓鑄造是不可能的。
[0019]消除了與輪輞有關(guān)的不透氣性的問題，因為其生產(chǎn)過程包括熱或者冷旋壓成形操作。
[0020]解決了在輪盤部分的桿中獲得節(jié)點的問題，因為該部件的制造方法解決了內(nèi)部缺陷，從而實際上不存在這種缺陷。另外，利用輪盤部分的該特別的生產(chǎn)方法，能夠通過改變不可見的前面的側(cè)部而實現(xiàn)關(guān)于該部件的構(gòu)造的最佳設(shè)計。例如，能夠增大鑄件截面，并且在鍛造時消除毛邊中的多余材料。另外，另一主要優(yōu)點在于使用了由通過擠壓獲得的輪盤構(gòu)成的半成品。這是因為給定直徑的輪盤允許獨立于經(jīng)由根據(jù)C0BAPRESS方法的連續(xù)鑄造和鍛造操作獲得的輪盤來生產(chǎn)不同輪廓的輪輞。在鑄造預(yù)制件中的缺陷得以減少，并且重量不被添加到最終的部件。
[0021]通過使用被稱為“C0BAPRESS方法”的輪盤生產(chǎn)方法，能夠無限制地使用大量各種輪廓；鑄造問題被消除，這通過方法本身得以解決。
[0022]通過該特別的實施方式，輪盤的桿中的腹板部可被獲得，其可以是如4_ 一樣小，不可能利用傳統(tǒng)鑄造實現(xiàn)其幾何結(jié)構(gòu)。由此，實現(xiàn)了總體優(yōu)化，其中受控重量以最大可能的程度被減小。此外，相對于經(jīng)由傳統(tǒng)鑄造生產(chǎn)的輪盤，改進了輪盤部分中的表面條件。完美的表面條件通過鍛造操作獲得，并且不再需要使用于鑄造的涂模料具有細(xì)致的紋理；與沖擊鑄造不同，這由于涂模料的惡化而可能是極大的問題。在熱處理期間，阻止接近表面的氣孔破裂以及它們起泡(統(tǒng)稱為“起泡”)，氣孔破裂以及它們起泡是一種排斥的原因，造成車輪增加值的損失(高達15%的視覺排斥)。
[0023]通過實施根據(jù)本發(fā)明的方法提供了其它優(yōu)點，特別是關(guān)于工具加工。
[0024]因此，本發(fā)明目的在于用于獲得和生產(chǎn)兩個部件、即輪輞和輪盤中每一個的方法的不同階段的選擇性組合。[0025]兩個部件的摩擦焊接的使用還有助于獲得最終部件，即獲得就質(zhì)量而言特別均勻且可靠的混合輪。
[0026]關(guān)于所獲得的混合輪的重量優(yōu)化，測試期間進行的測量返回以下結(jié)果:
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種輕質(zhì)合金混合輪的生產(chǎn)方法，所述輕質(zhì)合金混合輪包括能夠通過摩擦焊接成為整體的前輪盤(2)和輪輞(I)，所述生產(chǎn)方法的特征在于包括以下工作階段: 生產(chǎn)前輪盤，經(jīng)由以下操作實現(xiàn):起始鑄造預(yù)制件的鑄造以及將所述起始鑄造預(yù)制件傳送到鍛模中的雙重操作，和為獲得前輪盤而鍛造前述起始鑄造預(yù)制件的操作，以及隨后去除毛刺以獲得所述前輪盤的操作； 制造輪輞部分，利用以下操作:生產(chǎn)輕質(zhì)合金的坯錠，和通過熱或冷擠壓(Pl)將所述坯錠轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)形側(cè)面，之后將該環(huán)形側(cè)面延展(P2)至最終的輪輞的尺寸，以及將輪盤熱或者冷旋壓成形(P3)至輪輞的最終形式和輪廓的操作； 在對待組裝的區(qū)域進行機加工之后經(jīng)由包含摩擦焊接操作的焊接來組裝前輪盤部分和輪輞。
2.一種輕質(zhì)合金混合輪，包括輪盤(2)和輪輞(I)，其特征在于，輪盤部分通過起始鑄造預(yù)制件的鑄造以及之后的鍛造的雙重操作被生產(chǎn)和獲得，輪輞部分通過擠壓(PD、之后的延展(P2)以及隨后的旋壓成形(P3)的三重操作被生產(chǎn)，并且輪輞部分和輪盤部分隨后通過摩擦焊接操作被組裝。
【文檔編號】B60B3/04GK103987530SQ201280052580
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月25日
【發(fā)明者】埃米爾·托馬斯·迪塞里奧 申請人:圣讓工業(yè)公司