汽車鋁合金輪轂鑄造工藝研究分析

白俊 楊小艷

摘 要：我國社會在不斷進步下產(chǎn)生了源源不斷的發(fā)展活力，推動著我國現(xiàn)代化工業(yè)以及鑄造金屬業(yè)的發(fā)展。尤其是近年來，我國不斷提高著汽車鋁合金輪轂制造工藝水平，進一步優(yōu)化和完善了汽車制造流程，同時在很大程度上提高了企業(yè)的整體經(jīng)濟。基于此，本文主要分析汽車鋁合金輪轂鑄造工藝，探究該工藝對提高我國汽車制造水平的重要性。

關(guān)鍵詞：汽車 鋁合金輪轂 鑄造工藝研究

和傳統(tǒng)輪轂工藝相比，鋁合金輪轂制造工藝的原材料更加簡易，其安全性更高，也能充分保障節(jié)能效果。隨著近幾年來我國快速發(fā)展制造業(yè)，在汽車制造業(yè)逐漸廣泛應(yīng)用鋁合金部件，而該行業(yè)的重點任務(wù)也逐步放在加強汽車鋁合金輪轂工藝方面[1]。因此，我國汽車制造企業(yè)為了能有效提高汽車加速性能，降低汽油能耗，就必須深入分析汽車鋁合金輪轂鑄造工藝。

1 汽車鋁合金輪轂鑄造工藝流程

從某種程度上來說，鋁合金輪轂的精度對汽車的車型、性能有很強的依賴性，汽車車型、性能不同，自然就會造成鋁合金輪轂在精度上具有較大的差異性，其中汽車輪轂的結(jié)構(gòu)和種類最能體現(xiàn)出鋁合金輪轂精度的多樣化特點。傳統(tǒng)的輪轂制造流程中并沒有具體表現(xiàn)出針對性，這就導(dǎo)致汽車的多樣化需求無法滿足，對汽車制造發(fā)展造成了一定影響。通常來說，汽車鋁合金輪轂鑄造工藝無論是在內(nèi)容還是工序上都較為復(fù)雜、繁瑣，首先需要對鑄件工藝進行分析，然后進行鑄造圖紙繪制，繪制完成后再對制造工裝磨具進行設(shè)計;其次則是進行澆筑與熱處理，然后完成檢驗鑄件工作，檢驗完成后在交付鑄件時，還需要進行試加工，對磨具進行修整，修整后沒有出現(xiàn)問題還需要進行試生產(chǎn)，對質(zhì)量進行全面評審過后就能確定工藝文件，最后完成總結(jié)歸檔[2]?；诂F(xiàn)代技術(shù)發(fā)展下，汽車制造企業(yè)也需要與時俱進，在上述制造工藝中充分融入現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，最大化發(fā)揮擠壓鑄造方式的價值，通過有效運用半固態(tài)鑄造方法完成汽車輪轂制造，進而提高鋁合金輪轂鑄造工藝。

2 汽車鋁合金輪轂鑄造工藝技術(shù)分析

2.1 選取正確鑄造方法

隨著近幾年我國科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，汽車制造業(yè)逐漸青睞汽車鋁合金輪轂鑄造過程中的低壓鑄造法，這種鑄造方法不僅具有較高的性比價，還能滿足汽車鋁合金輪轂鑄造的工藝要求。同時對企業(yè)來說，也能最大程度上節(jié)約鑄造成本，因此低壓鑄造法在汽車制造業(yè)得到普遍應(yīng)用。通常在汽車鋁合金輪轂的實際鑄造過程中，首先需要重點關(guān)注壓縮空氣，確保輪轂鑄造環(huán)境潔凈、干燥，然后再保溫爐中添加鋁液，利用壓力作用，采取自上而下的方式，確保鋁液能平穩(wěn)地通過升液管、澆注系統(tǒng)，最終抵達鑄造機模具型腔內(nèi)[3]。其次，是把控鋁液至模具型腔后的壓力，保持一定的壓力（20～60kPa），確保達到鑄件凝固效果要求后，再釋放壓力。從目前低壓鑄造法的實際應(yīng)用效果來看，能很好地促進我國輪轂制造發(fā)展，該工藝只需要利用壓力就能實現(xiàn)良好的充型、凝固工作，填充效果較為理想，能顯著提高鑄件緊密性，減少縮松現(xiàn)象發(fā)生幾率。

2.2 關(guān)鍵材料以及鋁合金參數(shù)選擇

在鋁合金輪轂制造過程中，關(guān)鍵材料以及鋁合金參數(shù)是決定該鑄造工藝質(zhì)量與應(yīng)用效果的核心環(huán)節(jié)。因此，在確定鑄造方法后，應(yīng)正確配比和選擇鑄造材料、輔助材料等，確保材料清單具有科學(xué)性、合理性以及高效性。一般在實際鑄造中會選擇Mg、AI、Cu等此類具有一定硬度的鋁合金屬，但該類材料無法實現(xiàn)輪轂高度的可塑性，因此在鑄造時還會結(jié)合Al、Zn和Mg系的超硬鋁材料[4]。通過分析不同金屬的優(yōu)勢得出，在鑄造輪轂時還需要檢驗鋁合金化學(xué)成分、不同元素形態(tài)等，檢驗完成后再實施優(yōu)化配比，能顯著提高鋁合金輪轂優(yōu)勢，包括其強度、可塑性以及力學(xué)性能等，強化其使用率。

2.3 澆筑尺寸確定

在完成上述流程后，其次需要注重的就是澆筑尺寸，包括確定和加工制作模型尺寸、確定型腔尺寸、控制壁厚、設(shè)計排氣系統(tǒng)等。首先鋁合金輪轂鑄造模分為三部分，上模、下模以及側(cè)模，前兩者一般采用的熱作模具鋼，后者采用的模具鋼一般為35CrMo或QT400。在型腔尺寸確定中，需要按照加工余量，以及冷卻順序漸變度進行具體分析，嚴格把控型腔上部厚度，確保上下部的增厚偏差在0.5～1mm之間[5]。鑄件在凝固過程中，最重要的就是控制壁厚，一般壁厚會根據(jù)輪轂部位不同，而表現(xiàn)出不同的厚度以及凝固時間。因此在鑄件凝固過程中，就需要確定輪轂每一個部位的壁厚，這樣才能確保有效把控冷卻強度，提高其科學(xué)性。如，最后的冷卻部位一定要是中間鑄口部位，這部分在輪轂邊緣部件中是最薄的，一般壁厚應(yīng)控制在1.5～1.8之間，加快其冷卻凝固速度。最后是排氣系統(tǒng)設(shè)計，其也是輪轂澆筑過程中的重點環(huán)節(jié)，因此需要有效分析排氣系統(tǒng)。在排氣系統(tǒng)中最重要的就是排氣槽以及排氣塞質(zhì)量，設(shè)計時應(yīng)在模芯周圍設(shè)置V型排氣槽，保持0.8～1mm范圍的深度，同時還需要嚴格把控其間隔距離，盡量控制在5mm范圍內(nèi)[6]。此外，還需要確保排氣系統(tǒng)的科學(xué)性，因此這就需要重視上模芯組件以及分流錐，緊密結(jié)合兩者之間的工作，可將排氣槽長度增設(shè)0.4mm，同時設(shè)置0.1～0.2mm的推桿間隙，確保其能配合排氣塞工作，為排氣效果、澆筑工序有效性提供一定保障。

2.4 重視熱處理工藝

隨著我國的科學(xué)技術(shù)發(fā)展，雖然鋁合金輪轂鑄造工藝有了一定進步，但是在實際鑄造過程中，依然存在部分問題，最明顯的表現(xiàn)就是在熱處理工藝中。一般熱處理環(huán)節(jié)對操作具有較高的科學(xué)性要求，若達不到一定的操作科學(xué)性，就會出現(xiàn)釋放變形、淬火變形等問題，這種變形會嚴重影響熱處理工作，對整體鑄造效果造成不良影響。因此，我國汽車制造業(yè)在鋁合金輪轂制造過程中需要高度重視熱處理工序，降低鋁合金材料發(fā)生變形的可能性[7]。這就需要專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)鋁合金材料特征，具體分析鋁合金材料變形原因，在熱處理工藝環(huán)節(jié)中采取針對性措施，有效遏制淬火尺寸變形的問題，進而從根源上提高鑄造質(zhì)量。為了能保證在熱處理工序中的科學(xué)性以及有效性，在實際鑄造過程中就需要注意以下幾點。首先，需要全面分析熱處理過程中的固溶溫度，提高其科學(xué)性，確保能順利開展熱處理工序。其次，嚴格把控鋁合金成本，把控一定的固溶溫度（530～540℃），這樣能最大程度上保證不會破壞鋁合金性能，在鑄件過程中，也不會受到高溫帶來的氧化反應(yīng)。最后則是需要嚴格把控淬火延續(xù)時間，保持時間在30s左右，可有效避免因溫度過低，鋁合金發(fā)生縮變。相關(guān)技術(shù)人員需要根據(jù)材料特點，具體分析淬火水溫，保持在50～70℃之間，這樣才能不會破壞到材料結(jié)構(gòu)以及性能，確保能順利開展鋁合金輪轂鑄造。

3 汽車鋁合金輪轂鑄造的必要性分析

從實際發(fā)展來看，鋁合金輪轂鑄造工藝對汽車生產(chǎn)具有重要的價值，鋁合金輪轂在實際應(yīng)用中具有較多的優(yōu)勢，如節(jié)能減排、簡易輕便、能影響車輛制動能量的需求，提高汽車加速功能、降低油耗等等，有效實現(xiàn)了環(huán)境保護的目的[8]。此外，汽車鋁合金輪轂的散熱功能較快，具有優(yōu)良的減震性能，可通過高度分離輪胎與鋁合金材料實現(xiàn)減震，不僅能為用戶提供更加舒適的駕駛體驗，還有利于增加汽車使用壽命。最后，鋁合金輪轂的鑄坯不具備較高的強度，可加工以及紋路繪制鋁合金材料，不僅能優(yōu)化鑄造工藝，還有利于機械性能增強，進而提供利用率，實現(xiàn)促進汽車輪轂工藝發(fā)展，提高我國汽車制造水平。

4 結(jié)語

綜上所述，通過具體分析、探究汽車鋁合金輪轂鑄造工藝，不僅能促進汽車輪轂提高輕量化、美觀化優(yōu)勢，還能擴大輪轂直徑、增強輪轂強度，具有重要的實際研究價值。為了能優(yōu)化汽車制造流程，提高汽車整體性能，汽車制造企業(yè)就需要重點研究汽車鋁合金輪轂鑄造工藝，在有效把控鑄造成本的基礎(chǔ)上，全面化發(fā)展該方面的鑄造工藝。在實際鑄造工程中，不僅需要緊跟時代發(fā)展，與時俱進，在廣泛應(yīng)用低壓鑄造方式時，還需要嚴格把控澆筑尺寸，確保其能符合鑄造工程的標準要求，同時優(yōu)化熱處理工藝，確保能最大化發(fā)揮汽車鋁合金輪轂鑄造效果。

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