【铝合金轮毂生产工艺研究现状的文献综述2200字】

–PAGE28–铝合金轮毂生产工艺研究现状的文献综述目前，铝合金轮毂的生产工艺主要有铸造法、锻造法、旋压法三种。铸造法生产铝合金轮毂主要可分为重力铸造法、低压铸造法与挤压铸造法几类[4]。重力铸造原理为使用重力来使金属液体填充模膛，工艺较为简单，但是缺点也较为明显，由于金属冷却不均匀，成品各部分力学差异较大，在行驶过程中若受力不均，易出现断裂等情况。低压铸造能够保证在铸造过程中压力恒定，改善了重力铸造中分子空隙较大的缺陷，金属冷却成形后强度也更高，相比于重力铸造的产品，其质量可减低15%左右，为后期机加工留的加工余量也可更少，减少材料的损失率，目前很多铝合金轮毂采用该法进行生产，低压铸造铝合金轮毂的工艺流程如图1.1[4]所示。图STYLEREF1\s1.SEQpic\s11低压铸造铝合金轮毂工艺流程图[4]挤压铸造的原理是将加热至液态或半固态的金属注入模具并闭合，在填充模膛后向模具内部施加压力，凝固的靠近模膛内壁的金属在高压下产生塑性变形，内部的非固态金属产生高压凝固，以此获得产品。其优点在于工艺简单，使用能源较少，产品缺陷少，力学性能接近锻造铝轮毂等，是铝合金轮毂生产的重要方向之一。挤压铸造铝合金轮毂的工艺流程图如图1.2[4]所示。图STYLEREF1\s1.SEQpic\s12挤压铸造铝合金轮毂工艺流程图[4]旋压法生产铝轮毂将轮辐部分铸造处理，轮辋则通过旋压成形,该法生产的铝轮毂内部分子间隙更小,使用安全性更高,与之相对的是成本也更高。普通旋压生产的铝轮毂的尺寸精度不易控制，对加工者和设备的要求很高。与普通旋压相比，强力旋压的应用范围更广，原因在于其精度更高、产品更加可控，使用强力旋压的方式进行轮毂生产可以有效提高原材料的利用率，并且对于轮毂的力学性能也有提高的作用。有一种生产铝合金轮毂的工艺方式为将铸造与旋压相结合，其生产过程为先使用低压铸造的方法生产出铸坯，之后对该坯料进行热旋压成形生产轮毂，该工艺方案对于铸造和旋压两种生产工艺的优点进行了整合，在实际生产中也取得了较好的效果。锻造铝合金轮毂的优势有很多，首先其重量一般小于同等型号的钢制轮毂的近一半，使用在卡车上可以起到明显减重效果。且力学性能、疲劳强度等均好于钢制。并且同一生产线产出的铝合金轮毂具有较好的一致性，不易出现铸造轮毂易发的由于金属流动导致的应力分布不均匀等问题，且相比于铸造轮毂可承担更多的冲击、剪切载荷等，这也就代表着面对在汽车行驶过程中路面传递的振动、冲击等问题，都能更好地应对[4]。与铸造相比，锻造轮毂可以基本消除表面气孔，更利于后期的表面处理、喷涂等工作，在使用中也更加美观。锻造铝合金轮毂的一种较常用的锻造工艺流程如图1.3[5]所示。图STYLEREF1\s1.SEQpic\s13一种铝合金轮毂锻造工艺流程图[5]锻造成形属于轮毂生产的最先进的技术之一，以模具极高的压力使得金属坯料经一步或数步直接成形，生产出的产品性能更优；目前还有一种高水平的锻造铝合金轮毂生产工艺，为滚锻成形，坯料在滚动中进行锻造，优势在于可以在保证性能的同时降低壁厚，将轻量化做得更好[5]。等温模锻是精密锻造加工的一种，将模具的温度与坯料的温度保持一致，且使坯料的应变速率降到非常低，在这种情况下得到的产品塑性成形能力较佳，并且可以有效降低成形载荷，微观组织也得到改善。流动控制锻造也是一种精密锻造技术，其优势在于模膛内部的金属流动是可以调整与控制的，可以有效的减少变形抗力，对于压机的载荷要求降低，同时可以提高模具的使用寿命。如图1.4[5]所示是一种实现流动控制锻造铝合金轮毂的卸压腔模具设置。图STYLEREF1\s1.SEQpic\s14铝合金车轮控流锻造示意图[5]冲压-锻造复合成形技术也可用于铝轮毂的生产，铝合金轮毂外形较为复杂，厚度不均匀且有多处转角，在此工艺中首先使用冲压技术获得轮毂的大致形状，之后使用精密锻造技术加工目标尺寸的壁厚和各处转角，该技术的优势在于材料利用率高、产品精度高等，但是在加工过程中，由于冲压会减小板材的厚度，这会增加后期锻造加工的难度。参考文献韩超.汽车轮毂造型设计与结构分析[J].内燃机与配件，2021(04):61-62.宋春强.铝合金汽车轮毂的市场需求与发展趋势[J].铝加工，2006，000(005):5-8.陈冬颖，潘德江.铝合金汽车轮毂的发展及应用前景[C]//2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集.2011.PingLI，ChengDJ，WangZT.Productionandperformanceofaluminumalloywheel[J].LightAlloyFabricationTechnology，2011.MengM，ZhangZM，LiDX.Themanufacturingtechnologyofhigh-performancealuminumalloywheel[J].Sci-techInnovationandProductivity，2011.魏仁委.轿车铝合金轮毂锻造成形技术研究[D].燕山大学，2005.牟瀚洲，张亚靖，潘鹏程.汽车铝合金轮毂锻造成形工艺研究[J].产业与科技论坛，2013，12(001):95-95.殷银银，杨永顺，郭俊卿.镁合金轮毂的塑性成形技术[J].热加工工艺，2010(07):77-79.赵培峰，任广升，徐春国，等.6061铝合金材料常数的研究[J].塑性工程学报，2006.汽车轮毂造型本土化设计方法[J].包装工程，2008，29(012):201-203.中国机械工程学会.中国模具设计大典[M].江西科学技术出版社，2003.汪以祥.轿车铝合金轮毂锻造成形过程研究[D].燕山大学，2006.王华昌，龙泉.开式模锻工艺与模具整体优化设计[J].农业机械学报，1997，028(003):105-109.管婧，王广春，赵国群.飞边槽结构形式对模锻成形的影响[J].热加工工艺，2002，000(005):40-41.周朝辉，曹海桥，吉卫，等.DEFORM有限元分析系统软件及其应用[J].热加工工艺，2003，000(004):51-52.吴明清，鲍梅连.基于DEFORM的汽车铝合金轮毂锻造过程数值模拟[J].铸造技术，2016，037(006):1239-1241.Н.，АА，陈学忠.挤压管壁厚差产生的原因分析及消除方法[J].轻合金加工技术，1990，000(008):32-35.陈小英，陈佳筠，张锐.铝合金卡车轮锻造工艺研究[J].中国金属通报，2018(05):143-145.李莉，张赛，何强，等.响应面法在试验设计与优化中的应用[J].实验室研究与探索，2015，v.34；No.234(008):41-45.徐向宏，何明珠.试验设计与Design-Expert