新型商用车铝合金轮毂研究

新型商用车铝合金轮毂研究

许伟刚

中信戴卡股份有限公司  066000

摘要：要想保证车辆行驶过程中的安全性，轮毂是重要部件。在新能源商用车逐渐发展形势下，质量轻、性能好的轮毂有着很大作用。因此，一款新型商用车铝合金轮毂被研制出来。本文从汽车轮毂的简单介绍出发，对新型商用车铝合金轮毂进行了相关研究。

关键词：新型商用车；铝合金轮毂；研究

引言

从当前实际情况来看，国内外对铝合金轮毂的运用十分普遍，且在经济科技的发展下，汽车轮毂逐渐向着铝合金轮毂发展。新型商用车铝合金轮毂优势十分明显。其一，具有很高的强度，很难出现断裂情况，且疲劳与屈服强度较高；其二，密度小，质量轻，可以减轻新型商用车的质量，提供车速。其三，具有较高的热导率，且由于钢的热导率并不高，所以铝合金轮毂的散热能力很好。其四，铝合金有着较大的弹性模量，不容易出现变形问题。所以，钢制轮毂正逐渐被铝合金轮毂所替代。最近几年来，汽车工业不断发展，我国铝合金轮毂锻造与运用水平进步飞速，对于新型商用车铝合金轮毂的研究意义重大。

一、汽车轮毂的概述

轮胎与车桥之间承受负荷的旋转件就叫做汽车轮毂，这也是汽车安全行驶中的重要部件，发挥着承载、转向、驱动等重要作用，轮毂可以传递车辆与地面之间的相互作用力以及力矩，而轮毂的制作材料、结构以及工艺都会对汽车的安全性、可靠性等多种性能带来重要影响。在新时代背景下，各种新材料、新技术层出不穷，产品同质化问题十分明显，随着人们对物质生活的追求越来越高，消费者对轮毂性能的安全性、美观性的追求也逐步提升。而新型商用车铝合金轮毂采用的独特锻造工艺不仅提升了铝车轮的强度，还让车轮质量有效下降，满足轻量化的相关要求，因此在重卡、轻卡、客车等各类型商用车辆中应用广泛。

二、新型商用车铝合金轮毂的主要特点

生产力与技术水平逐步提升，新型商用车铝合金轮毂优势明显，且符合消费者更好的审美要求，因此其装车率逐渐提升。新型商用车铝合金轮毂的优势主要有较强的力学性能、质量轻以及造型美观三个方面。其中，其力学性能较强主要体现在其具有优异的耐冲击力与抗张力性能。当前，铸造与锻造是铝合金轮毂的两种生产工艺，铸造又可以分为低压铸造、反压铸造以及高压铸造等多种方式。铸造铝合金轮毂有着很高的强度，且密度均匀，耐冲击力很强。锻造铝合金轮毂由于生产过程中要不断冲压铝块，成型之后分子结构十分紧密，其强度可以达到一般铸造铝轮毂的三倍，因此能够承受的压力较高。锻造铝合金轮毂的晶粒流向是与受力方向相同的，强度与韧性都较好，典型伸长率保持在12%至17%，且有着很高精度，轮毂的真圆度得到了保证，也可以将运动中的振动与噪声吸收，一般车身颠簸与方向盘抖动现象得到了有效控制，行车过程中的平顺性得到了大幅度的提升。锻造铝合金轮毂过程中，由于成型工艺中轮毂的内部组织致密切，晶粒十分细小，与常规铸件相比，其宏观气孔、显微疏松更少，且尺寸十分精准，基于同等力学性能可以加工出更细轮辐的轮毂，它的质量也要比同尺寸铸造轮更轻，与全球提倡的节能环保理念十分相符。锻造工艺方法可以让铝合金轮毂的造型更加美观。由于锻造轮有着很好的力学性能，加工的精度也很高，因此可以更加自由的设计轮毂造型，让轮辐更具创意，再加上一些表面处理工艺，比如烤漆、电镀等，让车辆高贵的价值感与美感气氛更足，备受消费者的青睐。但锻造铝合金轮毂也存在缺点，比如锻造工艺复杂，且需要较高的制造成本。[1]随着锻造铝合金轮毂在市场上的需求越来越大，生产水平逐步提升，不断开发出新的技术与新的工艺，锻造生产工艺逐渐成为铝合金轮毂最主要的制造方式。

三、新型商用车铝合金轮毂的成形方式

（一）低压铸造

低压铸造对铝合金的影响主要源自法国，英国在二战之后逐渐重视低压铸造的发展，我国正式引入科研设备以来很多的铝合金铸件都是采用低压铸造工艺完成的，轮毂制造中低压铸造已十分常见。[2]采用低压铸造法进行铝合金轮毂的铸造时，在压力的作用下，液态金属逐渐填充并凝固，其铸件特点明显，包括产量高、缺陷少、质量较好、重量轻等等。

（二）锻造

相比于铸造工艺，锻造工艺有着较高的生产成本，但其耐疲劳、耐腐蚀，且有着更高精度。锻造工艺较为自由，机加工件的比例精度也很高，在同规格铝合金轮毂中锻造工艺仅占一半以下。除此之外，由于锻造铝合金轮毂的表面没有气孔，要通过涂层、着色等方式进行表面处理。

（三）旋压

与低压铸造相比，旋压的优点更大，尤其是轮毂尺寸不断增大的形势下，低压铸造已经很难符合高端商用车车轮的相关要求。相比较于锻造工艺，旋压法不需要太高成本，且有着很强的实用性，性能优异，品质保证，具有广阔的发展前景。

（四）铸旋新工艺

铝合金锻造车轮的质量比低压铸造车轮的质量更好，但其成本也更高。所以，将这两个特点结合起来形成了一项新的工艺，也就是旋转铸造工艺。发挥低压铸造法生产成本低、外观好看、质量较好的优势进行轮毂毛坯的铸造，然后热处理毛坯边缘。这项新工艺将低压铸造与旋转铸造的优势结合起来，实用性很强。

四、新型商用车铝合金轮毂的生产工艺流程

（一）流程工艺的开发设计

我国汽车价格逐渐下降，商用车是我国的热门产品，消费者对商用车的需求与要求也越来越高，不仅要求商用车具有实用性、美观性，甚至还要求具有节能环保性。因此，消费者不仅要求新型商用车性能优良，其外观还要符合自身的审美要求。而轮毂的外观是可以直接影响到商用车整体形象的。如果相关企业设计与开发枢纽的能力不强，将很难在市场上占据一席之地。所以，必须要做好轮毂的开发与设计工作。[3]

（二）车间生产工艺流程

铝合金轮毂制造行业其实十分复杂，首先要熔炼处理高性能铝合金，将一定比例的变质剂加入其中，变质处理铝合金。铸造是目前最常使用的生产方式。成品如果具有较强的性能、稳定性、磨削成形性，且应用广泛，相关工作人员必须要对轮胎表面的舒适性进行检查，确保产品尺寸、宽度与标准相符。

（三）铝合金轮毂的机械加工

铸件能够进行热处理来消除质量时，为了让更多的国产立式或卧式单轴数控机床得到维护与管理，加工顺序发生了改变，从原来的立式粗加工向着新型高精度双立式数控加工转变。新型高精度双立式数控加工十分符合环保要求，生产效率也更高。在一系列的处理工作后，气密性实验可以在液压上开展，提高其有效性与自动化，这也是气密性检测的发展新趋势。但在技术限制下，大多采用进口的测试设备。[4]

（四）清洗与维护铝合金轮毂

铝合金轮毂属于一种很好的材料，受到很多消费者的认可与喜爱，但也有一些不足。铝合金的质量较好且外观好看，但它需要较高成本。不仅轻度较低，其表面开裂问题也较为常见。这一问题如果不能及时被发现，可能会有安全事故出现。所以，消费者应对轮胎类型进行合理选择，不直接使用冷水进行之后的清洗工作，这会对轮胎的制动效果带来影响。对此，可以采用沥青清除法，也就是使用活性复合药用油进行擦拭，其效果很好。如果车辆处于潮湿环境或离海岸很近，要对车轮进行清洁，以免铝表面被盐腐蚀。完成清洁后还可以给轮毂上蜡，确保其光泽。

总结

在汽车造型中，轮毂是关键，轮毂的性能与整辆车的整体性能有着直接的联系，很大程度上影响着行车安全性。最近几年来，新型商用车对铝合金轮毂进行了合理运用，要想保证行车安全性、稳定性，就应该对新型商用车铝合金轮毂进行深入研究，促进铝合金轮毂行业发展。

参考文献

[1]周振,卢德宏,李贞明,逯东辉.低压铸造铝合金轮毂的研究现状[J].中国铸造装备与技术,2022,57(02):58-64.

[2]李政委,李浩伟,孙振军,马勇章,张慧娜.新型商用车铝合金轮毂研究[J].内燃机与配件,2022,(02):17-19.

[3]白俊,杨小艳.汽车铝合金轮毂铸造工艺研究分析[J].时代汽车,2021,(08):135-136.

[4]唐淳,阚洪贵.汽车轻量化铝合金轮毂设计[J].汽车实用技术,2021,46(03):37-39.