汽车铝合金轮毂铸造工艺研究分析

汽车铝合金轮毂铸造工艺研究分析

崔培培

中航三林铝业有限公司       山东 淄博   255000

摘要：在汽车轮毂的生产环节中，铝合金轮毂的铸造工艺扮演着关键角色，直接关系到轮毂的生产品质，有助于整个汽车产业的稳定健康发展。铝合金是工业制造过程中极为常见的非铁金属之一，通常被用于航空、汽车以及造船领域，其需求量持续上升。因此，本文从汽车铝合金轮毂的应用优势入手，详细分析了汽车铝合金轮毂铸造工艺流程，并对其铸造工艺进行深入研究，以供有关人员参考。

关键词：汽车行业；铝合金轮毂；铸造工艺；应用

引言：

相对于传统的轮毂铸造工艺，铝合金轮毂的铸造过程因其基础材料的便利性而显得更加简单，这不仅有效地确保了使用的安全性，而且节能效果也十分显著。现阶段，汽车铝合金轮毂铸造工艺受到了公众热切的关注，提升铝合金轮毂铸造工艺水平是汽车工业的主要课题。因此，为了确保车辆的快速驾驶性能并将油耗降至最小，迫切需要汽车生产企业对铝合金轮毂铸造工艺的流程及应用进行深入地剖析。

1汽车铝合金轮毂的应用优势

在实际生活中，人们通常也将轮毂称作轮圈，它在家庭用途的轿车零部件中扮演着至关重要的角色。鉴于各类汽车的差异性，人们能够依据轮圈的直径和宽度来对其型号进行分类。尽管某些车轮的周长相等，但其水平宽度却存在差异。汽车轮毂一般划分为钢制轮毂与铝合金轮毂两大类，其中钢轮毂造价低廉，但其自重偏重，外观上也较欠吸引力，容易受环境侵蚀，导致生锈现象。随着工业技术的日益成熟，目前市场上流行的是铝合金制成的轮毂，这种轮毂在使用性能上表现出色，且外形美观，耐用性远远优于传统的钢质轮毂。第一，汽车的燃油消耗量与其整体重量成正比，故引进铝合金轮毂这一工艺技术，可以显著降低油耗，进而有效增长汽车的行驶里程。第二，车辆运行时产生的热能主要源于轮胎与路面摩擦的作用，长期在高速道路上驾驶会使轮毂内部温度急剧升高，在这种情况下若突然采取刹车措施，极有可能触发轮胎炸裂的风险。鉴于铝材质具有良好的散热性能，可以显著减少轿车轮胎爆裂的风险。第三，金属质感是铝合金的一大特点，有助于美化汽车的整体外观。

2汽车铝合金轮毂铸造工艺流程

铝合金轮毂的精确度必须要与对应的汽车类型和性能紧密相连，在一定层面上，轮毂的精确程度必须和汽车的车型及性能保持一致性。在传统的车轮毂生产过程中，缺乏针对性的处理，无法迎合汽车领域多元化的需求，进而对汽车的生产品质产生了负面效果。在一般情况下，生产汽车用的铝合金轮圈采用的铸造工艺无疑是十分复杂的。首先是对铸造方法进行分析，继而制作出铸造设计图。在图纸完成之后，制作出相应的生产模具。其次，把控浇铸和热处理的质量。在正式交付铸造产品之前，必须实施试加工，精心地处理相关模具。最后，通过对产品质量的严格把控，在综合评估之后制定出工艺文件，并将整个过程进行总结存档。随着现代科技的进步，汽车行业必须跟上时代的步伐，将先进科学技术充分集成于汽车轮毂铸造过程中，采用半固态铸造技术来提升铝合金轮毂的铸造工艺水平。

3汽车铝合金轮毂铸造工艺技术分析

3.1铸造方法选取

伴随着我国近些年科技水平的不断提升，低压铸造技术因其经济高效的优点，在汽车行业铝合金轮毂的生产过程中受到了普遍欢迎。这项技术既保证了铝合金车轮的生产达到相应的技术要求，也显著减少了制造成本，故而在汽车工业中获得了普遍推广。在汽车轮圈铝合金铸造的实操阶段，首先要监测压缩气体的纯净度，保障其在输送铝液至调温炉时的环境条件。在压力作用下，铝液通过提升管道和浇铸系统自下而上地流动，确保其在注入铸模腔室的过程中的稳定性。其次，在铝浆注入模具腔时，需要对压力进行有效控制，维持在20~60kPa的区间范围，以保证铸造品的冷却固化效果符合标准，之后方可释放压力。因为该技术可以在加压环境下完成铸件的填充与固化工序，大大提升了铸件的密实度。

3.2浇铸尺寸确定

在汽车铝合金轮圈铸造过程中，浇铸环节占据了关键地位，因此务必严密监控其尺寸大小，确保轮圈生产的品质。第一，需要采用标准的金属模具腔，把铸模区分为顶部、底部与侧面三个部分。在执行轮毂生产各阶段时，顶部和底部的材料选用热作模具钢，而QT400模具钢则应用于侧模的浇铸环节。第二，必须详细研究模具内腔的测量数据，精确计算加工过程中的余量，重点关注冷却过程中温差的逐步变化，保持模具顶部与底部的厚度差在0.5~1mm之间，从而满足工程技术的标准。第三，在执行壁厚测量的步骤时，需要详细评估低压铸造的特性，在铸件冷却固化的各个阶段，对所有铸造流程实施严密的监督和管理。汽车铝质轮圈各个区域的厚壁尺寸各异，导致其冷却固化的时间有差异。鉴于这种情况，生产轮毂时务必对各个部位的壁厚进行详细考察，进而精确调节冷却过程。例如，在进行中心浇口工作时，由于其位于边缘构件中最易受损的区域，壁厚需要维持在1.5~1.8mm之间，确保其能够在适当的时间内完成冷却凝固。第四，设计排气系统。作为汽车铝合金轮毂铸造过程中的关键部分，为确保排气系统设计的实用性与科学性，必须特别注重上模模芯部件与分流锥的相互协作，强化它们之间的配合。同时，需对排气槽的规格进行严密监管，将其长度扩大到0.4mm，以便让推杆的空隙满足工程实践的规范，保持在0.1~0.2mm的范围内，进而满足排气塞工作的需求，以保障排气性能达成既定效果。这样做有助于提升铝合金轮毂铸造的效率，推进整个生产流程的优化。

3.3优化热处理工艺

通常情况下，热处理过程的施工要求比较严格，如果不能满足相应的施工标准，很可能会导致如释放应力变形、淬火引起的形变等问题。这类形变能够极大地干扰热处理的结果，并对最终的铸造质量产生负面效应。因此，汽车生产企业必须优化热处理工艺，以减少铝合金材料出现形变的风险。这就要求技术人员能够依据铝合金的材质属性，剖析变形的原因并实施针对性的处理手段，防止在淬火过程中发生尺寸变形的问题，在本质上提升铸件的生产品质。为确保热处理环节的科学合理性与成效，在铸造作业中务必留意以下数个重要事宜。首先，必须对热处理流程中的固溶作用温度进行剖析，增强其理论依据，保证热处理步骤能够平稳执行。其次，严密控制铝合金的成本，精准维持固溶处理的温度范围在530℃～540℃之间，这一措施能够最大限度地确保不损害铝合金的功能特性，并且在铸造作业时，避免了因高温而引发的氧化作用。最后，必须严控淬火持续期，维持时长约30s，这样有助于防止因为温度偏低导致铝合金的塑性变化。技术人员应该按照材质特性进行深入分析，确保淬火用水温度稳定在50℃～70℃范围内，以避免损害原材料的结构和功能，这是确保铝合金轮毂铸造工作顺畅进行的关键。

结语：

综上所述，深入研究汽车铝合金轮毂铸造工艺，对推动轮毂向大尺寸、高性能、轻质量、精美外观方向发展是至关重要的。本文通过分析汽车铝合金轮毂的应用优势，探讨了如何优化汽车铝合金轮毂铸造工艺的流程及应用，包括铸造方法选取、浇铸尺寸确定和优化热处理工艺等内容，不仅可以大大节省汽车的生产成本，而且能够显著增强铸造工艺的质量水平，以此来推动汽车产业的稳定健康发展。

参考文献：

[1]王长军,曾凡伟.汽车铝合金轮毂铸造技术之研究[J].内燃机与配件,2022(19):63-65.

[2]马靖华.汽车铝合金轮毂铸造技术研究[J].汽车测试报告,2022(21):82-84.

[3]李娟娜.汽车铝合金轮毂铸造工艺研究分析[J].汽车博览,2021(22):32-33.

[4]莫文锋.汽车铝合金轮毂低压铸造模具设计及关键技术研究[J].河北农机,2022(4):48-50.