輪轂外圈的擠壓制造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輪轂的制造工藝，具體涉及一種輪轂外圈的擠壓制造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的鋁合金輪轂生產(chǎn)工藝是采用的金屬鑄造，金屬鑄造對(duì)輪轂形狀的選擇自由度大，容易滿足設(shè)計(jì)者對(duì)形狀的要求，加工簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低，但容易產(chǎn)生縮孔、縮松等鑄造缺陷，機(jī)械性能較低。
[0003]隨著摩托車向高速度、低能耗的方向發(fā)展，金屬鑄造輪轂越來(lái)越難以滿足使用要求。金屬鑄造輪轂加工余量大，生產(chǎn)成本高，難以得到廣泛的應(yīng)用，僅適用于某些大型輪轂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種輪轂外圈的擠壓制造工藝，采用二次擠壓的方式，利用壓鑄的方式代替了傳統(tǒng)的鑄造方式，克服了縮孔、縮松等鑄造缺陷。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，輪轂外圈的擠壓制造工藝，包括以下步驟:
第一步，模具預(yù)熱，通過(guò)中頻加熱的方式，將擠壓模預(yù)先加熱到300?400°C，關(guān)閉中頻加熱；
第二步，合模加壓，對(duì)擠壓模進(jìn)行合模，將鋁合金液體壓入擠壓模中，壓力為160?170噸，加壓時(shí)，持續(xù)對(duì)擠壓模具進(jìn)行中頻加熱，加熱溫度為730?780V ；
第三步，保壓，關(guān)閉中頻加熱，對(duì)擠壓模持續(xù)產(chǎn)生160?170噸的壓力，并且持續(xù)40?60秒；
第四步，二次加壓，持續(xù)對(duì)擠壓模具進(jìn)行中頻加熱，加熱溫度為500?550°C ;壓力為170?180噸，加壓時(shí)間10?20秒；
第五步，水冷降溫，關(guān)閉中頻加熱，在擠壓模中注入冷卻循環(huán)水，將擠壓模溫度降低到110°C?130°C時(shí)開(kāi)模。
[0006]采用上述技術(shù)方案時(shí)，當(dāng)鋁液以一定的溫度注入型腔前，預(yù)先對(duì)擠壓模進(jìn)行預(yù)熱，可以防止鋁液在擠壓模的表面形成硬殼，防止鋁液充滿型腔后在硬殼處造成冷隔層。一旦形成冷隔離層，將會(huì)嚴(yán)重影響輪轂的質(zhì)量，就會(huì)在輪轂的薄壁處出現(xiàn)不成型的孔洞。再者在擠壓鑄造時(shí)，持續(xù)的壓力是能夠消除鑄件的缺陷。壓鑄時(shí)，如果靠近型腔表面的合金迅速凝固結(jié)殼，會(huì)不斷向鑄件內(nèi)部熱節(jié)處伸展，同時(shí)伴隨著體積收縮，導(dǎo)致出現(xiàn)內(nèi)部的缺陷。因此，在壓鑄的過(guò)程中持續(xù)對(duì)擠壓模進(jìn)行中頻加熱，能夠放置在擠壓的過(guò)程中凝固結(jié)殼，使得擠壓頭能夠不斷地壓縮結(jié)晶層，對(duì)殼層內(nèi)部的液相金屬進(jìn)行加壓，可以進(jìn)一步消除鑄造缺陷。保壓時(shí)間主要取決于輪轂的壁厚，一般應(yīng)保壓到完全凝固。鑄件熱節(jié)處未完全凝固就卸壓，會(huì)使熱節(jié)處不能補(bǔ)縮，產(chǎn)生鑄造縮松缺陷。二次加壓，可以對(duì)凝固后的鑄件的表面進(jìn)行修補(bǔ)和缺陷修復(fù)，可以大幅度提高鑄件的品質(zhì)。最終脫模前，對(duì)模具進(jìn)行極速冷卻，能夠?qū)㈣T件的表面快速冷卻，使其主動(dòng)向內(nèi)收縮擠壓，并且與模表面產(chǎn)生脫離的應(yīng)力，使得脫模的過(guò)程不會(huì)影響鑄件的表面品質(zhì)。
[0007]進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述第二步中的擠壓頭的進(jìn)給速度為30?35mm/s。進(jìn)給速度是指擠壓頭與鋁液接觸以后的運(yùn)行速度，它對(duì)鑄件質(zhì)量的影響較大，因此必須選擇合適的加壓速度。過(guò)慢，液態(tài)金屬自由結(jié)殼太厚而影響加壓效果；過(guò)快，易使液態(tài)金屬形成渦流而卷入氣體，嚴(yán)重時(shí)造成噴液。
[0008]進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述合模加壓步驟中，鋁液預(yù)先加熱到560?600°C。將鋁液預(yù)先加熱到合適的溫度，將會(huì)對(duì)后面壓鑄時(shí)鑄件的質(zhì)量提升有較大的幫助。
[0009]進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述第一步的模具加熱溫度為350°C。
[0010]進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述第二步的壓力為160噸，所述加熱溫度為750°C。
[0011]進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述第三步的保壓壓力為160噸，時(shí)間45秒。
[0012]進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述第四步的加熱溫度為500°C;壓力為170噸，加壓時(shí)間10秒。
[0013]進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述第五步的擠壓模溫度降低到130°C時(shí)開(kāi)模。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明輪轂外圈的擠壓制造工藝，包括以下步驟:
第一步，模具預(yù)熱，通過(guò)中頻加熱的方式，將擠壓模預(yù)先加熱到300?400°C，關(guān)閉中頻加熱；
第二步，合模加壓，對(duì)擠壓模進(jìn)行合模，將鋁合金液體壓入擠壓模中，壓力為160?170噸，加壓時(shí)，持續(xù)對(duì)擠壓模具進(jìn)行中頻加熱，加熱溫度為730?780V ；
第三步，保壓，關(guān)閉中頻加熱，對(duì)擠壓模持續(xù)產(chǎn)生160?170噸的壓力，并且持續(xù)40?60秒；
第四步，二次加壓，持續(xù)對(duì)擠壓模具進(jìn)行中頻加熱，加熱溫度為500?550°C ;壓力為170?180噸，加壓時(shí)間10?20秒；
第五步，水冷降溫，關(guān)閉中頻加熱，在擠壓模中注入冷卻循環(huán)水，將擠壓模溫度降低到110°C?130°C時(shí)開(kāi)模。
[0015]所述第二步中的擠壓頭的進(jìn)給速度為30?35mm/s。進(jìn)給速度是指擠壓頭與鋁液接觸以后的運(yùn)行速度，它對(duì)鑄件質(zhì)量的影響較大，因此必須選擇合適的加壓速度。過(guò)慢，液態(tài)金屬自由結(jié)殼太厚而影響加壓效果；過(guò)快，易使液態(tài)金屬形成渦流而卷入氣體，嚴(yán)重時(shí)造成噴液。
[0016]當(dāng)鋁液以一定的溫度注入型腔前，預(yù)先對(duì)擠壓模進(jìn)行預(yù)熱，可以防止鋁液在擠壓模的表面形成硬殼，防止鋁液充滿型腔后在硬殼處造成冷隔層。一旦形成冷隔離層，將會(huì)嚴(yán)重影響輪轂的質(zhì)量，就會(huì)在輪轂的薄壁處出現(xiàn)不成型的孔洞。再者在擠壓鑄造時(shí)，持續(xù)的壓力是能夠消除鑄件的缺陷。壓鑄時(shí)，如果靠近型腔表面的合金迅速凝固結(jié)殼，會(huì)不斷向鑄件內(nèi)部熱節(jié)處伸展，同時(shí)伴隨著體積收縮，導(dǎo)致出現(xiàn)內(nèi)部的缺陷。因此，在壓鑄的過(guò)程中持續(xù)對(duì)擠壓模進(jìn)行中頻加熱，能夠放置在擠壓的過(guò)程中凝固結(jié)殼，使得擠壓頭能夠不斷地壓縮結(jié)晶層，對(duì)殼層內(nèi)部的液相金屬進(jìn)行加壓，可以進(jìn)一步消除鑄造缺陷。保壓時(shí)間主要取決于輪轂的壁厚，一般應(yīng)保壓到完全凝固。鑄件熱節(jié)處未完全凝固就卸壓，會(huì)使熱節(jié)處不能補(bǔ)縮，產(chǎn)生鑄造縮松缺陷。二次加壓，可以對(duì)凝固后的鑄件的表面進(jìn)行修補(bǔ)和缺陷修復(fù)，可以大幅度提高鑄件的品質(zhì)。最終脫模前，對(duì)模具進(jìn)行極速冷卻，能夠?qū)㈣T件的表面快速冷卻，使其主動(dòng)向內(nèi)收縮擠壓，并且與模表面產(chǎn)生脫離的應(yīng)力，使得脫模的過(guò)程不會(huì)影響鑄件的表面品質(zhì)。
[0017]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.輪轂外圈的擠壓制造工藝，其特征是，包括以下步驟: 第一步，模具預(yù)熱，通過(guò)中頻加熱的方式，將擠壓模預(yù)先加熱到300?400°C，關(guān)閉中頻加熱； 第二步，合模加壓，對(duì)擠壓模進(jìn)行合模，將鋁合金液體壓入擠壓模中，壓力為160?170噸，加壓時(shí)，持續(xù)對(duì)擠壓模具進(jìn)行中頻加熱，加熱溫度為730?780V ； 第三步，保壓，關(guān)閉中頻加熱，對(duì)擠壓模持續(xù)產(chǎn)生160?170噸的壓力，并且持續(xù)40?60秒； 第四步，二次加壓，持續(xù)對(duì)擠壓模具進(jìn)行中頻加熱，加熱溫度為500?550°C ;壓力為170?180噸，加壓時(shí)間10?20秒； 第五步，水冷降溫，關(guān)閉中頻加熱，在擠壓模中注入冷卻循環(huán)水，將擠壓模溫度降低到110°C?130°C時(shí)開(kāi)模。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂外圈的擠壓制造工藝，其特征是，所述第二步中的擠壓頭的進(jìn)給速度為30?35mm/s。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂外圈的擠壓制造工藝，其特征是，所述合模加壓步驟中，鋁液預(yù)先加熱到560?600°C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂外圈的擠壓制造工藝，其特征是，所述第一步的模具加熱溫度為350 °C。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂外圈的擠壓制造工藝，其特征是，所述第二步的壓力為160噸，所述加熱溫度為750°C。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂外圈的擠壓制造工藝，其特征是，所述第三步的保壓壓力為160噸，時(shí)間45秒。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂外圈的擠壓制造工藝，其特征是，所述第四步的加熱溫度為500°C ;壓力為170噸，加壓時(shí)間10秒。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂外圈的擠壓制造工藝，其特征是，所述第五步的擠壓模溫度降低到130°C時(shí)開(kāi)模。
【專利摘要】本發(fā)明輪轂外圈的擠壓制造工藝，包括以下步驟：模具預(yù)熱，合模加壓，保壓，二次加壓，水冷降溫。預(yù)先對(duì)擠壓模進(jìn)行預(yù)熱，可以防止鋁液在擠壓模的表面形成硬殼。再者在擠壓鑄造時(shí)，持續(xù)的壓力是能夠消除鑄件的缺陷。在壓鑄的過(guò)程中持續(xù)對(duì)擠壓模進(jìn)行中頻加熱，能夠放置在擠壓的過(guò)程中凝固結(jié)殼，使得擠壓頭能夠不斷地壓縮結(jié)晶層，對(duì)殼層內(nèi)部的液相金屬進(jìn)行加壓，可以進(jìn)一步消除鑄造缺陷。二次加壓，可以對(duì)凝固后的鑄件的表面進(jìn)行修補(bǔ)和缺陷修復(fù)，可以大幅度提高鑄件的品質(zhì)。最終脫模前，對(duì)模具進(jìn)行極速冷卻，能夠?qū)㈣T件的表面快速冷卻，使其主動(dòng)向內(nèi)收縮擠壓，并且與模表面產(chǎn)生脫離的應(yīng)力，使得脫模的過(guò)程不會(huì)影響鑄件的表面品質(zhì)。
【IPC分類】B22D18/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105215327
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510722159
【發(fā)明人】劉 文
【申請(qǐng)人】重慶鼎漢機(jī)械有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年10月31日