汽车铝合金轮毂铸造研究

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摘要：随着我国制造业、汽车行业的快速发展，对汽车铝合金轮毂铸造技术工艺的应用提出较高要求。特别以往工艺应用下，多采用钢制轮毂，整体性能较差，所以考虑引入安全性、轻便性特征明显的铝合金材料，但如何在铝合金轮毂铸造工艺水平上提高，成为目前需考虑的主要问题。本次研究将对汽车制造业中铝合金轮毂的应用优势分析，明确技术工艺应用基本原理，在此基础上提出汽车铝合金轮毂铸造技术工艺应用具体要求。

关键词：汽车行业；铝合金轮毂；铸造工艺；应用

汽车行业发展背景下，要求在配套技术层面不断完善，如引入铝合金轮毂铸技术。值得注意的是，尽管当前铸造技术工艺方面逐渐以铝合金轮毂替代钢轮毂，对提高汽车整体制造水平有积极作用，但如何保证该技术工艺应用优势充分发挥，是目前需考虑的主要问题。因此，本文对汽车铝合金轮毂铸造工艺应用研究，具有十分重要的意义。

1汽车制造业中铝合金轮毂的应用优势分析

铝合金轮毂在近年来铸造技术工艺中极为常见，其优势较为明显，具体表现为：第一，节能、简便。由于该材料本身有轻质特征，对车辆制动能量有一定影响，可保证车辆加速性能的提高以及汽油消耗的控制，环境污染较小，且成本较低。第二，整体性能优良。主要表现在减震性能、散热性能方面，材料应用下，同轮胎高精度分离，有助于震动性的降低，行车中舒适度较高，损耗降低。第三，材料美观性突出。由于铝合金轮毂铸坯不具备较强的强度，可做纹路绘制，形成多样化的车辆轮毂造型，整体视觉效果较好。因此，铝合金轮毂以其自身优势被广泛用于汽车制造领域中[1]。

2汽车铝合金轮毂铸造技术应用基本原理

若从汽车轮毂构成部分看，主要体现轮毂同车体相连、轮毂同车胎相连方面，其中连接车体部分，涉及的构件有车轴、车轮，如轮辐、偏距。而连接轮胎部分，有槽底、气门孔、轮缘、胎圈座等，主要用于轮胎支撑维持。而在铸造中，可采用多种铸造工艺手段，如半固态模锻成型、挤压铸造成型、铸造法以及锻造法等。从铸造技术工艺应用流程看，主要表现在材料准备、金属毛坯基础成型、加热处理与加工、塑造外观、投入使用等[2]。

3汽车铝合金轮毂铸造技术工艺应用具体要求

3.1合理控制铸造技术相关指标。铸造技术指标是否合理直接影响技术工艺效果发挥。指标选取中需结合具体的材料，如合金轮毂为18寸，在指标控制上，其中的制定部位，需以Ⅱ类要求为参照验收，铸件部分验收中，需以HB963-2001下Ⅲ类为参照。由于铸造中需考虑到热处理环节，所以需以HB5446-1990作为参照，同时，热处理后，铝合金在力学性能上应达到460MPa以上。为保证各技术指标合理，还需依据CT12级验收尺寸[3]。3.2合理选择合金与相关材料配比参数。铸造方式确定后，则需依据相应的流程开展铸造过程，选择合适的铝合金材料。铝合金材料选择中，主要需对相关的配比参数进行控制，如基础材料、辅助材料配比控制。以硬铝合金为例，其中的Mg、Cu、AI等，与轮毂可塑性设计要求难以吻合，所以一般选择硬铝合金属，其中的Zn、Mg、Cu、CI，有较好的可塑性。为保证铝合金材料选择合理，可对比不同金属优势，检验其中的化学成分，判断是否满足配比要求，确保最终所选择的铝合金具有较好的机械加工性能、塑形以及较高的硬度与强度[4]。3.3浇筑方法选择与浇筑尺寸确定。铝合金轮毂铸造工艺技术应用中，需合理选择浇筑方法，由于浇筑方法较多，所以需对比各类方法优劣，一般要求浇筑下可获取较高的铸件成功率，成本较少，同时操作者可接受与操作，这种浇筑方法以低压铸造工艺较为常见，其实施的原理在于通过容器内外气压差、冷却凝固，完成铸造过程。另外，在浇注尺寸控制上，待金属毛坯基础成型后，精确确定铸造模型尺寸，一般可利用铸造模具保证尺寸的合理性。同时，可通过做模板位置分析、排气系统相关计算以及冷却顺序控制等，使浇筑尺寸精确度提高[5]。3.4热处理工艺参数选择。温度、时间参数控制是铸造工艺技术主要指标，具体细化包括：①合理控制固溶温度，若温度控制效果不理想，极易出现铸造精确度降低问题，如过高温度致使合金氧化，影响元素成分，过低温度影响热处理效果。根据目前大多资料研究，提出530-540℃是固溶温度最佳范围值；②时间指标控制，要求通过相应的测试处理方法，对温度与实践参数确定，如60℃淬火水温下，保持15s以内延续时间，再如160-170℃时效处理条件下，3-4小时保温时间为最佳[6]。

4结论

铝合金轮毂铸造技术工艺的应用为汽车制造业发展提供强有力的技术支撑。实际引入铝合金轮毂铸造技术工艺中，应正确认识技术的应用优势与实现原理，做好铸造技术指标控制、合金相关材料配比参数控制、浇筑尺寸确定与热处理工艺参数选择等，这样保证技术应用优势充分发挥，对提高整体制造水平可发挥重要作用。

参考文献：

[1]姚丹.汽车铝合金轮毂铸造技术工艺应用研究[J].世界有色金属，2018（04）：241，243.

[2]何宇文.铝合金轮毂铸造技术工艺探究[J].中国金属通报，2018（03）：70-71.

[3]刘海龙.汽车铝合金轮毂铸造工艺研究分析[J].南方农机，2018，49（05）：143.

[4]介石磊，彭俊，郝春雨.汽车铝合金轮毂低压铸造工艺研究[J].铸造技术，2017，38（11）：2785-2788.

[5]张世琪，聂晓朋，康泰.铝合金轮毂生产工艺[J].科技创新导报，2017，14（24）：105，107.

[6]李晓强.铝合金轮毂，汽车轮胎材料建设的新方向——针对汽车铝合金轮毂的铸造工艺研究[J].黑龙江科技信息，2016（27）：124.

作者:吴国瑞 陈晓鹏 张世琪 单位:中信戴卡股份有限公司