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。为了实现汽车铝合金轮毂铸造工艺的更好发展，本文对汽车铝合金轮毂铸造工艺进行简要分析，通过阐述汽车铝合金轮毂铸造的重要性，加强汽车铝合金轮毂铸造工艺的关键技术，提出几点参考性建议，为促进汽车制造发展献力。
关键词：汽车轮毂；铝合金轮毂；铸造工艺
近年来，汽车行业处于快速发展时期，国内外的整车供应商不但在供货量上稳步提升，还在车型的设计、结构的改进以及材料的使用等方面不断的推陈出新，由此也带来了汽车零部件产业的发展与繁荣时期。轮毂作为汽车整体结构中的一个重要组成部分，在汽车的安全性和外观美化方面有不可估量的作用。因此，一直以来轮毂的设计与开发都得到了广大研发人员的关注和重视。
随着全球资源的日益紧张，以及人们节能环保观念的日益加深，汽车轻量化已经成为时代的主题。要实现轻量化有三种途径：第一种是结构的改进优化；第二种是使用新材料；第三种是改进现有工艺技术。对于汽车轮毂来讲，多年以来对其结构的改进优化已经做了很多工作，在这个基础上进行轻量化设计的提升空间不大。近年来，汽车轮毂中开始大量使用铝合金、镁合金等质量轻、强度高的材料来替代以往的钢质材料，取得了不错节能减排效果。在车轮的成形工艺方面，目前以低压铸造工艺为主要生产方式，利用这种方式生产的轮毂占到了市场总额的80%左右。该工艺在实现大规模的自动化生产和提高材料的利用率等方面具有很大的优势，因此，在业内被广泛的采用。但是，这种工艺所使用的设备造价高昂，前期生产成本投入较大；升液管损坏频率较高，需经常更换；凝固时补缩能力较低，产品的综合性能偏差。
1 汽车铝合金轮毂铸造的重要性
在汽车的生产过程中，汽车的铝合金轮毂铸造工艺对其生产具有重要意义。应用铝合金进行汽车轮毂的生产，具有节能减排、简单轻便的特点，铝合金此种有色金属的轻质特性，对车辆的制动能量的需要具有直接影响，其有效的运用能够提高汽车的加速功能，降低汽车的汽油消耗，实现保护环境目标。汽车铝合金轮毂，具备散热快、减震性能强的特点，铝合金材料能与轮胎进行高度的分离，从而降低震动性，有助于增加用户驾驶的舒适度，并提高汽车的使用寿命。铝合金轮毂铸坯强度低，能够实现对材料进行良好的纹路绘制与加工，并不断进行汽车轮毂形态的多样化，增强用户的视觉效果，其有利于促进工艺的优化、增强机械的性能，提高轮毂制造的利用率，有效推动汽车轮毂新型工艺的发展。
2 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。
3 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]。
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4 加强汽车铝合金轮毂铸造工艺的关键技术
4.1 铸件与浇铸的关键技术
在加强汽车轮毂生产的关键技术时，应保证铸件的指标，正确选取浇铸的方法。在保证铸件的指标过程中，应选择科学的、合理的技术指标，铸造16寸的铝合金轮毂，应依据我国零件制造指标，按照HB963中Ⅲ类标准进行选择，对指定零件依据Ⅱ类标准进行验收，汽车轮毂材料的化学成分主要是ZL205A类型的铝合金，其铸件应逐件进行尺寸检查，轮毂的尺寸依据CT12级标准进行验收。铝合金轮毂的浇铸方法，一般根据不同的铸造工艺进行集中比较，由于其铸造的利用率较高，而成本浪费较少，其铸件的成功率较高，并具备受制造者的熟练程度影响小的特征，使其逐渐成为国内汽车轮毂生产铸造的重要手段。
4.2选择的关键材料和铝合金参数
铸造铝合金轮毂，应选择关键的材料、选择正确的铝合金配比使用参数，在选定铸造方式后，应及时确定其技术指标，并按照制定完成的流程进行铝合金轮毂铸造。铝合金轮毂铸造材料和辅助的材料应进行正确配比与选择，制定科学的、合理的、高校的材料清单，通常选择坚硬的铝合金属，一般包括Mg、AI和Cu，但其未能实现轮毂高度的可塑性特征，还包含超硬铝材料Al、Zn和Mg系组成。在根据不同金属进行优势分析，在铸造轮毂过程中，运用铝合金化学成分进行检验，还应对各不相同的元素形态进行检验，再进行优化配比，提高铝合金轮毂的强度、可塑性和力学性能，增强铝合金轮毂的使用率。
4.3确定浇筑的尺寸
在进行确定汽车轮毂浇筑尺寸时，其铸造标准是基本金属开始形成毛坯的过程。1）应对汽车轮毂铸造前的模型尺寸，及时进行具体的确定和加工制作，主要组成部分为浇注、成型、冷却、铸型排气和顶出几部分。2）在铸造具体模具时，应将上下模板进行组合，将四周模板的主体部分构成分型面状，再运用金属液体，对排气系统的计算公式进行科学设计，能够有效提高低压方式铸造的工作效率，实现汽车轮毂实际运行的速度提升。3）在对轮毂进行冷却时，应确保冷却的正确顺序，分别在不同部位进行水冷却与保温棉的设置。
4.4加热处理铸造工艺的控制参数
加热处理轮毂铸造工艺的控制参数过程中，应加强对固溶温度的有效控制和固溶时效的有效控制。例如，在进行固溶温度有效控制时，应在汽车铝合金轮毂铸造的工艺中，运用钢制轮毂生产工艺，控制其温度，避免造成温度过低或过高，改变其元素变化的现象，其温度一般控制在533～539℃之间。对轮毂实施固溶时效有效控制过程中，其淬火水温应在60℃时，进行时间延长，并小于15s，其时效处理需保持161～169℃之间，保温时间控制在3～4个小时。
5 结论
本文通过对汽车铝合金轮毂铸造工艺进行研究，并提出了铸件与浇铸的关键技术，选择的关键材料和铝合金参数，确定浇筑的尺寸，加热处理铸造工艺的控制参数的优化技术。研究结果表明，加强汽车铝合金轮毂铸造技术的提升，对提高汽车轮毂的产品质量具有积极作用。但是，未来还应进一步加强对汽车铝合金轮毂铸造工艺的研究，进而提高汽车产业的生产效率。
参考文献：
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[6]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.
[7]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.
论文作者:蒋才坚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：轮毂论文; 铝合金论文; 汽车论文; 工艺论文; 材料论文; 铸件论文; 较高论文; 《基层建设》2019年第17期论文;