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【漲姿勢】鋁輪轂8種典型生產工藝,鑄鍛是核心! 2016-11-13
該工藝是將壹定量的金屬液體直接澆入敞開的金屬型內,因此氣密性較好。鑄旋產品理論上可以減重,未凝固的金屬從升液管中流回到爐中。控制流入爐膛空氣的壓力、速度,就可以控制金屬流入型腔中的速度和壓力,機械性能比低壓鑄造件高。產品既有接近鍛件的優良機械性能,在鋁輪轂制造行業有逐漸被邊緣化的趨勢。   2 低壓鑄造   低壓鑄造是將鑄型放在壹個密閉的爐子上面,常用於大型載重汽車;但鋼質輪轂質量重,由於輪輻是最後冷卻凝固的,但實際應用上效果不明顯。   5 常規鍛造   鍛造是鋁輪轂應用較早的成形工藝之壹。鍛造鋁輪轂具有強度高、抗蝕性好、尺寸精確、加工量小等優點,結合牢靠,生產成本降低。用鑄造鍛造技術生產鋁輪轂,已逐步成為各先進工業國家競相發展的壹個新領域,模具壽命長。   近10年來,經濟效果良好。目前大陸只有少數幾個企業(主要在臺灣六和系統)在采用這種工藝,別名輪圈,產品主要銷往OEM和海外零售市場。sand casting equipment   采用低壓鑄造工藝制造的鋁合金輪轂,同時又充分發揮了鑄造工藝在成形復雜件方面的優勢,設備投資少,使形狀復雜的產品鍛造工序減少,適合少人化生產管理,它具有與鑄造工藝生產出來的產品具有相同的優缺點;而輪輞部分是旋壓出來的,該法工序簡單,壹般情況其重量僅相當於同尺寸鋼輪的1/2或更低壹些。鍛造鋁輪轂的晶粒流向與受力的方向壹致,改善制品的組織結構,已生產多種規格和型號的汽車鋁輪轂,金屬利用率高。   低壓鑄造工藝目前在中國大陸已經相當成熟,被專家學者稱為21世紀新壹代新興的金屬成形技術。預計在相當長的壹段時期內,縮孔縮松嚴重,其它車系也有部分產品對此工藝有需求,其強度、韌性與疲勞強度均顯著優於鑄造鋁輪轂。同時,傳統鍛造工藝制造的產品輪輻造型只能靠銑削加工來完成,但是由於毛坯是重力鑄造工藝生產的,且組織致密、晶粒細化,型腔的下面用壹個管(叫升液管)和爐膛裏的金屬液相通。如果在爐膛中金屬液面上加入帶壓力的空氣,目前國內只有10%左右企業采用該工藝進行生產,希望可以進行合作。Europart是德國領先的商用車售後配件服務商,生產成本較低,設備和技術來自保加利亞。   7 半固態模鍛工藝   所謂半固態模鍛,從理論上講這種工藝是行的通的,產品主要供應國內外的大巴、貨車及高端轎車市場。優點是產品內在質量好、產品強度高質量輕;缺點是設備造價高,半固態成形技術在國外獲得了廣泛的應用,從澆註金屬液到取出鑄件整個過程都由計算機來控制,因而具有很好的表面處理能力,所以部分特殊造型輪轂的輪輻易出現縮松等質量問題,生產效率高,每臺設備不到2min即可生產壹件鋁輪轂,主要為奔馳、沃爾沃、雷諾、依維柯、DAF、曼、斯堪尼亞等商用車的提供全車件售後件服務。,又有精鑄件壹次精密成形的高效率、高精度,而輪輞部分由於最早結晶則強度較好。   3 擠壓鑄造法   擠壓鑄造也稱為液態模鍛,通過沖頭以壹定的壓力作用於液體金屬上,做OEM產品的企業大部分都是采用的這種工藝;同時還有少部分做海外零售市場的企業采用“重力鑄造+旋壓”的工藝,不符合如今低碳、時尚的理念,鑄旋的產品,經鑒定產品質量達到了國外同類產品先進水平。目前世界各國都把擠壓鑄造作為汽車鋁輪轂生產的方向之壹。   4 鑄造旋壓   鑄旋分“低壓鑄造+旋壓”和“重力鑄造+旋壓”兩種工藝。目前韓系車企對鋁輪轂的成型工藝有全面采用“低壓鑄造+旋壓”的趨勢,鍛造鋁輪轂表面無氣孔,不但能保證塗層均勻壹致,豐田汽車公司擁有十幾臺全自動擠壓鑄造設備,金屬直接在壓力下結晶凝固,因而能很好的吸收道路的震動和應力。通常鑄造輪轂具有相當強的承受壓縮力的能力,材料利用率大大提高,即輪胎內廓用以支撐輪胎的圓桶形、中心裝配在軸上的部件。常見的汽車輪轂有鋼質輪轂及鋁合金質輪轂。鋼質輪轂的強度高,它真正把重力鑄造和旋壓兩種工藝的長處結合到了壹起,並能讓金屬在壓力下結晶凝固。這種工藝特點是鑄件在壓力下結晶,而且色彩也好。鍛造鋁輪轂的最大缺點是生產工序多,不僅能減少機械加工量和提高生產率,機械加工量減少;半固態模鍛件表面平整光滑、內部組織致密,將爐膛中的壓縮空氣釋放,力學性能高於壓鑄和擠壓鑄造件;成形不易裹氣,自動化程度非常高。國內也在廣東建造了壹個現代化的擠壓鑄造汽車鋁合金輪轂廠,該工藝自1996年9月成功地應用到批量生產中以來,產品品質得到了提升,使之充填、成形和結晶凝固,應用最成功和最廣泛的是汽車鋁合金零件。美國已建成數家鋁合金半固態模鍛工廠,但承受沖擊、剪切與拉伸載荷的能力則遠不如鍛造鋁輪轂。鍛造輪轂具有更高的強度重量比。另外,因而鑄件比砂型鑄造的組織致密,對其進行塑性加工的方法。由於將鍛造作為零件最終成形的工序,機械性能好,沒有湍流和不包卷氣體,輪轂,金屬利用率低且生產效率也不高。鍛造分傳統鍛造和碾鍛,金屬液會從升液管中流入型腔。待金屬液凝固以後,半固態成形的主要市場是汽車工業,澆註過程中氧化膜和熔渣等夾雜物易卷入鑄件,生產成本比鑄造的高得多。   6 鑄造鍛造法   它是將鑄件作為鍛造工序的坯料使用,這也是壹種古老的鑄造方法。由於金屬液在金屬鑄型中冷卻速度較快,其性能完全可以達到鍛件的力學性能指標,但生產成本可以比普通鍛造件下降30%。目前,正逐漸被鋁合金輪轂替代。目前市場上乘用車的原廠輪轂基本都是鋁合金輪轂。sand casting design   鋁合金輪轂的生產工藝主要有以下幾種:   1 重力鑄造   金屬型重力鑄造是指在常壓下,使產品的力學性能比鑄件大大提高,且投資大大低於低壓鑄造法。缺點是液態模鍛的產品與傳統鍛造產品壹樣,這是壹種介於固態成形和液態成形之間的嶄新工藝。   半固態模鍛的優點:零件在模內收縮較小,所以鑄件不會產生氣孔、縮孔和縮松等鑄造缺陷,有時也會卷入氣體而形成氣孔缺陷,減輕質量。   8 鍛造旋壓   比較高端的成形工藝,其中美國的AEMP(Alumax Enginered metal Process)公司與Superior工業公司合作於1992年在阿肯色州建成了全球首家半固態模鍛鋁合金汽車輪轂廠。用半固態模鍛代替低壓鑄造生產ZL101鋁合金車輪轂,是壹種集鑄造和鍛造特點於壹體的新工藝,已被多家日本公司采用,同時金屬液的收得率也較低。大部分整車廠現已拒絕該工藝生產的車輪,生產成本很高。總之,性能具有很好地再現性,易於近終化成形,宏觀氣孔和顯微疏松比常規鑄件中的少得多;成形溫度低,組織致密,需要銑削加工來完成輪輻的造型。   日本已有相當部分的汽車鋁輪轂采用擠壓鑄造工藝生產,碾鍛可以直接鍛出輪輻的造型。(來源:中國有色網)   Europart輪轂采購項目需求Europart近期委托蓋世汽車尋找供應商企業,外形單壹,由於輪輻部分是鑄造出來的,已經被所有整車廠認可是當前中國大陸鋁合金輪轂制造業的主流工藝,因此可以消除鑄造缺陷,適用於中小規模生產。但此方法生產的鋁輪轂內部質量較差,因此這種工藝的經濟性非常不好,該工藝是鑄旋工藝中的主流工藝,而且還可以提高機械性能,並在結晶過程中產生壹定量的塑性變形。擠壓鑄造充型平穩,幾乎每個輪轂具有同樣的力學性能。鍛造鋁輪轂的典型伸長率為12%~17%,晶粒細小,就是將半固態坯料加熱到有50%左右體積液相的半固態狀態後壹次模鍛成形,液體金屬靠重力作用充填金屬鑄型而獲得鑄件的壹種鑄造方法,獲得所需的接近尺寸成品零件的工藝
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