汽車鋁合金輪轂鑄造研究

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摘要：隨著我國制造業、汽車行業的快速發展，對汽車鋁合金輪轂鑄造技術工藝的應用提出較高要求。特別以往工藝應用下，多采用鋼制輪轂，整體性能較差，所以考慮引入安全性、輕便性特征明顯的鋁合金材料，但如何在鋁合金輪轂鑄造工藝水平上提高，成為目前需考慮的主要問題。本次研究將對汽車制造業中鋁合金輪轂的應用優勢分析，明確技術工藝應用基本原理，在此基礎上提出汽車鋁合金輪轂鑄造技術工藝應用具體要求。

關鍵詞：汽車行業；鋁合金輪轂；鑄造工藝；應用

汽車行業發展背景下，要求在配套技術層面不斷完善，如引入鋁合金輪轂鑄技術。值得注意的是，盡管當前鑄造技術工藝方面逐漸以鋁合金輪轂替代鋼輪轂，對提高汽車整體制造水平有積極作用，但如何保證該技術工藝應用優勢充分發揮，是目前需考慮的主要問題。因此，本文對汽車鋁合金輪轂鑄造工藝應用研究，具有十分重要的意義。

1汽車制造業中鋁合金輪轂的應用優勢分析

鋁合金輪轂在近年來鑄造技術工藝中極為常見，其優勢較為明顯，具體表現為：第一，節能、簡便。由于該材料本身有輕質特征，對車輛制動能量有一定影響，可保證車輛加速性能的提高以及汽油消耗的控制，環境污染較小，且成本較低。第二，整體性能優良。主要表現在減震性能、散熱性能方面，材料應用下，同輪胎高精度分離，有助于震動性的降低，行車中舒適度較高，損耗降低。第三，材料美觀性突出。由于鋁合金輪轂鑄坯不具備較強的強度，可做紋路繪制，形成多樣化的車輛輪轂造型，整體視覺效果較好。因此，鋁合金輪轂以其自身優勢被廣泛用于汽車制造領域中[1]。

2汽車鋁合金輪轂鑄造技術應用基本原理

若從汽車輪轂構成部分看，主要體現輪轂同車體相連、輪轂同車胎相連方面，其中連接車體部分，涉及的構件有車軸、車輪，如輪輻、偏距。而連接輪胎部分，有槽底、氣門孔、輪緣、胎圈座等，主要用于輪胎支撐維持。而在鑄造中，可采用多種鑄造工藝手段，如半固態模鍛成型、擠壓鑄造成型、鑄造法以及鍛造法等。從鑄造技術工藝應用流程看，主要表現在材料準備、金屬毛坯基礎成型、加熱處理與加工、塑造外觀、投入使用等[2]。

3汽車鋁合金輪轂鑄造技術工藝應用具體要求

3.1合理控制鑄造技術相關指標。鑄造技術指標是否合理直接影響技術工藝效果發揮。指標選取中需結合具體的材料，如合金輪轂為18寸，在指標控制上，其中的制定部位，需以Ⅱ類要求為參照驗收，鑄件部分驗收中，需以HB963-2001下Ⅲ類為參照。由于鑄造中需考慮到熱處理環節，所以需以HB5446-1990作為參照，同時，熱處理后，鋁合金在力學性能上應達到460MPa以上。為保證各技術指標合理，還需依據CT12級驗收尺寸[3]。3.2合理選擇合金與相關材料配比參數。鑄造方式確定后，則需依據相應的流程開展鑄造過程，選擇合適的鋁合金材料。鋁合金材料選擇中，主要需對相關的配比參數進行控制，如基礎材料、輔助材料配比控制。以硬鋁合金為例，其中的Mg、Cu、AI等，與輪轂可塑性設計要求難以吻合，所以一般選擇硬鋁合金屬，其中的Zn、Mg、Cu、CI，有較好的可塑性。為保證鋁合金材料選擇合理，可對比不同金屬優勢，檢驗其中的化學成分，判斷是否滿足配比要求，確保最終所選擇的鋁合金具有較好的機械加工性能、塑形以及較高的硬度與強度[4]。3.3澆筑方法選擇與澆筑尺寸確定。鋁合金輪轂鑄造工藝技術應用中，需合理選擇澆筑方法，由于澆筑方法較多，所以需對比各類方法優劣，一般要求澆筑下可獲取較高的鑄件成功率，成本較少，同時操作者可接受與操作，這種澆筑方法以低壓鑄造工藝較為常見，其實施的原理在于通過容器內外氣壓差、冷卻凝固，完成鑄造過程。另外，在澆注尺寸控制上，待金屬毛坯基礎成型后，精確確定鑄造模型尺寸，一般可利用鑄造模具保證尺寸的合理性。同時，可通過做模板位置分析、排氣系統相關計算以及冷卻順序控制等，使澆筑尺寸精確度提高[5]。3.4熱處理工藝參數選擇。溫度、時間參數控制是鑄造工藝技術主要指標，具體細化包括：①合理控制固溶溫度，若溫度控制效果不理想，極易出現鑄造精確度降低問題，如過高溫度致使合金氧化，影響元素成分，過低溫度影響熱處理效果。根據目前大多資料研究，提出530-540℃是固溶溫度最佳范圍值；②時間指標控制，要求通過相應的測試處理方法，對溫度與實踐參數確定，如60℃淬火水溫下，保持15s以內延續時間，再如160-170℃時效處理條件下，3-4小時保溫時間為最佳[6]。

4結論

鋁合金輪轂鑄造技術工藝的應用為汽車制造業發展提供強有力的技術支撐。實際引入鋁合金輪轂鑄造技術工藝中，應正確認識技術的應用優勢與實現原理，做好鑄造技術指標控制、合金相關材料配比參數控制、澆筑尺寸確定與熱處理工藝參數選擇等，這樣保證技術應用優勢充分發揮，對提高整體制造水平可發揮重要作用。

參考文獻：

[1]姚丹.汽車鋁合金輪轂鑄造技術工藝應用研究[J].世界有色金屬，2018（04）：241，243.

[2]何宇文.鋁合金輪轂鑄造技術工藝探究[J].中國金屬通報，2018（03）：70-71.

[3]劉海龍.汽車鋁合金輪轂鑄造工藝研究分析[J].南方農機，2018，49（05）：143.

[4]介石磊，彭俊，郝春雨.汽車鋁合金輪轂低壓鑄造工藝研究[J].鑄造技術，2017，38（11）：2785-2788.

[5]張世琪，聶曉朋，康泰.鋁合金輪轂生產工藝[J].科技創新導報，2017，14（24）：105，107.

[6]李曉強.鋁合金輪轂，汽車輪胎材料建設的新方向——針對汽車鋁合金輪轂的鑄造工藝研究[J].黑龍江科技信息，2016（27）：124.

作者:吳國瑞 陳曉鵬 張世琪 單位:中信戴卡股份有限公司