專利名稱：一種鋁合金汽車輪轂的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車零部件加工領(lǐng)域，涉及汽車輪轂加工方法，尤其是ー種鋁合金汽車輪轂的制造方法。
背景技術(shù)：
輪轂是汽車的重要組成部分，主要作用是承重以及車輪轉(zhuǎn)動前迸，既承受軸向載荷又承受徑向載荷，輪轂的性能對于車輛的整體性能影響很大，合金輪轂具有重量輕、慣性阻力小、制作精度高、散熱性能好等優(yōu)點，有利于提高汽車的直線行駛性能，減輕輪胎滾動阻力，目前市場上的汽車輪轂主要以鋁合金為主。目前，在輪轂鑄造過程中，鑄造輪轂從鋁水到成品需要經(jīng)過步驟依次為鋁合金溶液低壓鑄造成型(毛坯)、熱處理(固溶、淬水、時效)、機械加工、表面涂裝處理、性能及外觀檢驗等多個步驟才能獲得最終的產(chǎn)品，常規(guī)的送料鏈速為27分鐘/料架，鋁合金汽車輪轂制造時間長，制造成本高，生產(chǎn)效率較低。經(jīng)過檢索，發(fā)現(xiàn)以下已公開的相關(guān)專利ー種鎂合金汽車輪轂及其制造方法(CN100447270)，具體地說是用于汽車車輪零部件的輪轂加工，屬于有色金屬的冶煉與壓鑄技術(shù)領(lǐng)域。其主要取鎂合金錠為主要原料先經(jīng)預(yù)熱烘干，加入坩堝中，升溫熔化，加入中間合金，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，?jīng)精煉除氣、鋳造、熱處理、機械加工、表面涂裝處理、烘干，涂漆為成品。本發(fā)明在加工過程中除氣易達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，鎂液清渣容易；其造型美觀，重量輕、強度高、韌性好，不易變形；抗腐蝕性能好、制造成本較低，同時又可回收，節(jié)約能源，井能降低環(huán)境污染及增強運行可靠性。ー種汽車輪轂裝飾件自動噴粉線及其エ藝(CN101602042)，生產(chǎn)線包括用于為噴粉線提供純水的純水過濾裝置、前處理裝置、前處理水分烘干裝置、自動吹塵裝置、自動噴粉裝置、固化裝置、輸送導(dǎo)軌；所述前處理裝置依次包括酸洗槽、堿洗槽、鈍化槽；所述自動噴粉裝置包括箱體、噴粉槍、儲粉罐、吸粉器、恒溫恒濕裝置。生產(chǎn)エ藝步驟I )堿性脫脂，2 )產(chǎn)品表面清潔，3 )烘干，4 )除塵，5 )噴粉，6 )固化。本發(fā)明的生產(chǎn)線自動化程度高、適合大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效益高，成本低；配合生產(chǎn)線的生產(chǎn)エ藝更合理，采用噴粉的涂裝方式加工出來的器件表面顔色、厚度更均勻。經(jīng)過對比，以上文獻(xiàn)中公開的技術(shù)內(nèi)容與本發(fā)明申請存在較大不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供ー種可以提高生產(chǎn)率的鋁合金汽車輪轂的制造方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的ー種鋁合金汽車輪轂的制造方法，包括⑴鋁水驗收低壓鑄造；⑶檢測；⑷熱處理；(5)機械加工；(6)涂裝前處理；(7)噴涂底粉；(8)噴粉熱處理；(9)噴漆；_噴漆熱處理，其特征在于
⑴所述步驟⑷的熱處理將經(jīng)檢測后的輪轂毛坯，進(jìn)行固溶、淬火、整形以及時效處理，分別為a、固溶輪轂毛坯料架放置在送料鏈上送入固溶爐內(nèi)進(jìn)行固溶處理，固溶溫度540±5°C，固溶時間4h± IOmin ;b、淬水將固溶完成后的輪轂毛坯進(jìn)行淬水處理，淬水溫度60°C 85°C，淬水時間180s±30s ;c、整形對淬水處理后的輪轂毛坯進(jìn)行整形處理；d、時效處理整形完成后的料架送入時效爐內(nèi)進(jìn)行時效處理，時效溫度130±5°C，時效時間保持2h± IOmin ；⑵所述步驟(8)的噴粉熱處理噴涂底粉后的輪轂進(jìn)入粉烘箱進(jìn)行烘烤，烘烤溫度在190±10°C，烘烤時間4(T50min，底粉在烘烤過程中經(jīng)過熔融、流平、固化過程；⑶所述步驟(W)的噴漆熱處理噴漆后進(jìn)入漆烘箱進(jìn)行烘烤，烘烤溫度在160±10°C，烘烤時間 4(T50min。而且，所述步驟⑴鋁水驗收中的鋁水各組成部分的重量比為A356.2合金錠鋁屑:幾何廢料=6 :3 :1。而且，所述鋁水中的Si重量百分含量達(dá)到6. 59T7. 5%，Mg重量百分含量達(dá)到
0.28% 0. 32%, Fe重量百分含量小于等于0. 15%。而且，步驟(6)涂裝前處理的步驟包括a、預(yù)脫脂經(jīng)過機械加工的輪轂采用RID0LINE212清洗劑，粗洗去除表面上的灰塵、鋁屑及油脂，槽液配制初配槽液2800L槽液約加RID0LINE212清洗劑220kg，溫度控制范圍55 65°C，噴壓1. 2 1. 3kg/cm2，濃度總堿10. 4 25% ；b、脫脂經(jīng)預(yù)脫脂處理后的輪轂再采用RID0LINE212清洗劑進(jìn)行脫脂，采用噴灑堿液的方式去除エ件表面的灰塵、鋁屑及油脂，槽液配制初配槽液2800L槽液約加RID0LINE212清洗劑190kg,溫度控制范圍50 60。。，噴壓1. 2 1. 3kg/cm2濃度總堿10. 4 25% ；C、水洗將經(jīng)過脫脂處理后的輪轂進(jìn)行水洗清除表面的堿液，所述水洗為兩次，常溫，采用噴壓為1. 2^1. 3kg/cm2自來水清洗エ件表面的堿液； d、酸洗將水洗后的輪轂進(jìn)行酸洗去除表面氧化膜，采用Deoxidizer 357去離子水，槽液配制初配槽液2800L槽液加藥約56kg，溫度控制范圍30 38で，噴壓0. 6 0. 8kg/cm2 ；e、去離子水洗所述去離子水洗為兩次，將酸洗后的輪轂采用溫度常溫，噴壓
1.2^1. 3kg/cm2去離子水清洗去除酸液；f、鈍化采用ALODINE 45%D的去離子水，鈍化工件表面，增強涂料與鋁材表面的附著力，增強涂層防腐性能，4000L槽液加ALODINE 4595D清洗劑45kg，溫度控制范圍30^380C，噴壓:0. 6 0. 8kg/cm2，Ph :3. 5 4. 0 ；g、純水洗所述純水洗為兩次清洗鈍化殘夜，分別采用溫度常溫，噴壓1. 2 1. 3kg/cm2，電導(dǎo)率彡50 u s/cm的去離子水，和常溫，噴壓1. 2 1. 3kg/cm2，電導(dǎo)率^ 30 u s/cm的去離子水進(jìn)行清洗。而且，步驟(7)噴涂底粉處理中，輪轂的中心孔、螺栓孔、法蘭面不允許有粉，粉末厚度正面及窗ロ膜厚"(TllOym ;背腔膜厚> 20 ym，保證輪轂表面沒有橘皮現(xiàn)象，使用壓縮空氣吹凈外輪輞內(nèi)輪緣的粉末，吹凈機械手夾塊附近粉末，并保證車輪不得有機械手抓痕
而且，步驟(9)噴漆處理中，采用空氣噴槍噴涂輪轂的大窗ロ及小窗ロ，靜電噴槍噴涂輪轂的外輪輞，采用旋杯槍噴涂輪轂的輪心和輪緣，正面膜厚色漆15 20i!m，透明漆2(T25iim;窗ロ膜厚粉末+色漆+透明漆≥60um;外輪輞膜厚色漆+透明漆≥20iim;拐角膜厚涂層的平均總厚度> 20 u m。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是采用本發(fā)明的エ藝方法，可以將送料鏈速由27分鐘/料架縮短為20分鐘/料架，縮短了加工時間，使輪轂產(chǎn)品生產(chǎn)效率大幅提升，使熱處理工序的產(chǎn)能增加了近四分之一，而產(chǎn)品的等性能數(shù)值均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，而且產(chǎn)品的延伸率性能有所提升。


圖1為本發(fā)明1藝流程圖；圖2為采用本發(fā)明方法制造的輪轂成品抗拉強度驗證數(shù)據(jù)；圖3為采用本發(fā)明方法制造的輪轂成品屈服強度驗證數(shù)據(jù)；圖4為采用本發(fā)明方法制造的輪轂成品延伸率驗證數(shù)據(jù)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。ー種鋁合金汽車輪轂的制造方法，采用以下エ藝步驟⑴鋁水驗收保證鋁合金溶液品質(zhì)合格，鋁液的配比指標(biāo)具體為A356. 2合金錠鋁屑幾何廢料=6 3 :1，使鋁液重要化學(xué)成分中的Si百分含量達(dá)到6. 59T7. 5%，Mg百分含量達(dá)到0. 289T0. 32%, Fe百分含量小于等于0. 15%。⑵低壓鋳造將品質(zhì)合格的鋁合金溶液注入低壓鑄造模具，鋳造成型為輪轂毛坯，澆注溫度700攝氏度，保溫時間150jT300S，采用壓縮空氣冷卻或者水冷卻，冷卻時間IOOs 300s。⑶檢測進(jìn)行外觀尺寸檢測以及X光檢查。⑷熱處理檢測后的輪轂毛坯在熱處理工藝步驟需要進(jìn)行固溶、淬火、整形以及時效處理a、輪轂毛坯料架放置在送料鏈上送入固溶爐內(nèi)進(jìn)行固溶處理，固溶溫度540±5°C，固溶時間 4h± IOmin ；b、將固溶完成后的輪轂毛坯進(jìn)行淬水處理，淬水溫度60°C 85 °C，淬水時間180s±30s ；C、對淬水處理后的輪轂毛坯進(jìn)行整形處理；d、整形完成后的料架送入時效爐內(nèi)進(jìn)行時效處理，時效溫度130±5°C，時效時間保持 2h 土 IOmin。(5)機械加工熱處理完成后的輪轂毛坯進(jìn)行打磨、中心機以及去毛刺處理等步驟的機械加工處理，使輪轂達(dá)到尺寸要求。(6)涂裝前處理將機械加工處理后的輪轂毛坯經(jīng)預(yù)脫脂、脫脂、水洗、酸洗、去離子水洗、鈍化、純水洗等エ序，其中
a、預(yù)脫脂經(jīng)過機械加工的輪轂采用RID0LINE212清洗劑，粗洗去除表面上的灰塵、鋁屑及油脂，槽液配制初配槽液2800L，約加RID0LINE212清洗劑220kg ;溫度控制范圍55 65°C，噴壓:1. 2 1. 3kg/cm2，濃度總堿10. 4 25%，游離堿:初配槽液15天之內(nèi)濃度為7 8%，初配槽液15天之后到下次配液濃度為8、％，每處理車輪約10萬只，更換一次槽液；b、脫脂經(jīng)預(yù)脫脂處理后的輪轂再采用RID0LINE212清洗劑進(jìn)行脫脂，采用噴灑堿液的方式去除エ件表面的灰塵、鋁屑及油脂，槽液配制初配槽液2800L，約加RID0LINE212清洗劑190Kg，溫度控制范圍50 60。。，噴壓1. 2 1. 3kg/cm2濃度總堿10. 4 25%，游離堿初配槽液15天之內(nèi)濃度為6 7% ;初配槽液15天之后到下次配液濃度為7 8%，每處理車輪約10萬只，更換一次槽液；C、水洗將經(jīng)過脫脂處理后的輪轂進(jìn)行水洗清除表面的堿液，所述水洗為兩次，常溫，采用噴壓為1. 2^1. 3kg/cm2自來水清洗エ件表面的堿液； d、酸洗將水洗后的輪轂進(jìn)行酸洗去除表面氧化膜，采用Deoxidizer 357去離子水，槽液配制初配槽液2800L，加藥約56Kg，溫度控制范圍30 38°C，噴壓:0. 6 0. 8kg/cm2,濃度初配槽液15天之內(nèi)濃度為15 18% ;初配槽液15天之后到下次配液濃度為18 20%，每處理車輪約10萬只，更換一次槽液，初配槽液15 16%，24小時內(nèi)；e、去離子水洗所述去離子水洗為兩次，將酸洗后的輪轂采用溫度常溫，噴壓1. 2^1. 3kg/cm2的去離子水清洗去除酸液；f、鈍化采用ALODINE 45%D的去離子水，鈍化工件表面，增強涂料與鋁材表面的附著力，增強涂層防腐性能，4000L槽液加ALODINE 4595D清洗劑45kg，溫度控制范圍30 38°C，噴壓0. 6 0. 8kg/cm2，濃度初配槽液15天之內(nèi)濃度為26 28% ;初配槽液15天之后到下次配液濃度為24 26%，Ph :3. 5 4. 0 ；g、純水洗所述純水洗為兩次清洗鈍化殘夜，分別采用溫度常溫，噴壓1.2 1. 3kg/cm2,電導(dǎo)率50 u s/cm的去離子水,和常溫,噴壓1. 2 1. 3kg/cm2,電導(dǎo)率^ 30 u s/cm的去離子水進(jìn)行清洗。(7)噴涂底粉經(jīng)過涂裝前處理的輪轂采用靜電噴槍分別噴涂輪轂的輪緣、輪心、背腔、窗ロ，輪轂的中心孔、螺栓孔、法蘭面不允許有粉，粉末厚度正面及窗ロ膜厚SO^llOum ;背腔膜厚> 20 ym，保證輪轂表面沒有橘皮現(xiàn)象，使用壓縮空氣吹凈外輪輞內(nèi)輪緣的粉末，吹凈機械手夾塊附近粉末，并保證車輪不得有機械手抓痕。(8)噴粉熱處理噴粉后進(jìn)入粉烘箱進(jìn)行烘烤，烘烤溫度在190±10°C，烘烤時間4(T50min，粉末在烘烤過程中經(jīng)過熔融、流平、固化等過程，最后牢牢地附著在鋁基體表面，一方面保護(hù)好鋁基體漏在空氣表面，防止腐蝕，另一方面為噴漆打下基礎(chǔ)，等待在粉的表面噴涂色漆和亮漆。(9)噴漆噴涂底粉處理后的輪轂進(jìn)行噴漆處理，采用空氣噴槍噴涂輪轂的大窗ロ及小窗ロ，靜電噴槍噴涂輪轂的外輪輞，采用旋杯槍噴涂輪轂的輪心和輪緣，正面膜厚色漆15 20_，透明漆20 2511111;窗ロ膜厚粉末+色漆+透明漆ミ60um ;外輪輞膜厚色漆+透明漆彡20um ;拐角膜厚涂層的平均總厚度彡20 u m。(10)噴漆熱處理噴漆后進(jìn)入漆烘箱進(jìn)行烘烤，烘烤溫度在160±10°C，烘烤時間4(T50min。油漆經(jīng)過烘烤后牢固的附著在粉的表面，既防腐又漂亮，有較強的耐腐蝕、耐沖擊作用。(11)最終檢測及包裝，噴漆處理完成后的輪轂進(jìn)行漆膜檢測、最終外觀檢測、平衡檢查、復(fù)檢、產(chǎn)品審核最終獲得合格產(chǎn)品并進(jìn)行包裝。性能測試對采用本發(fā)明方法制造的輪轂進(jìn)行性能測試，獲得驗證數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行對比抗拉強度對毛坯的抗拉強度幾乎沒有影響；對成品有影響，外輪緣抗拉強度的最小值和平均值下降了 26MPa ;輪輻的抗拉強度基本沒有變化。屈服強度對毛坯的屈服強度有較小影響，最小值和平均值都下降了 IOMPa ;對成品的外輪緣有較大影響，屈服強度平均值下降了 27MPa，最小值略低于豐田產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，輪輻的屈服強度基本沒有變化。 延伸率對毛坯和成品(外輪緣和輪輻)的延伸率有很小的提升，平均0. 5左右；成品外輪緣的延伸率分布范圍更加集中，由3. 36^11. 96到7. 2^11. 2，合格率明顯提高，由70%提高到100%，輪輻的合格率也由53%提高到73%(所選樣本的合格率)?？偨Y(jié)采用本發(fā)明申請所述的制造方法對毛坯的屈服強度(外輪緣和輪輻)有較小影響，最小值和平均值都下降lOMPa，延伸率提高了 0. 5，硬度下降1. 3HB。對成品外輪緣部位的強度影響較大，抗拉強度和屈服強度平均都下降了 26MPa，最小值都略低于豐田產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。外輪緣延伸率平均提高0. 92，而且分布趨于集中，合格率明顯提高，由70%提高到100% ;輪輻延伸率平均提高0. 39，所選樣本的合格率也由53%提高到73%，硬度幾乎沒有影響，而且洛氏硬度滿足本田的標(biāo)準(zhǔn)(粉體輪)。本說明書中涉及到的濃度百分比均為溶液中的溶質(zhì)的重量百分?jǐn)?shù)。
權(quán)利要求
1.一種鋁合金汽車輪轂的制造方法，包括⑴鋁水驗收；⑵低壓鑄造；⑶檢測；⑷熱處理；(5)機械加工；(6)涂裝前處理；(7)噴涂底粉；(8)噴粉熱處理；(9)噴漆；(1Φ噴漆熱處理，其特征在于⑴所述步驟⑷的熱處理將經(jīng)檢測后的輪轂毛坯，進(jìn)行固溶、淬火、整形以及時效處理，分別為a、固溶輪轂毛坯料架放置在送料鏈上送入固溶爐內(nèi)進(jìn)行固溶處理，固溶溫度 540±5°C，固溶時間4h± IOmin ;b、淬水將固溶完成后的輪轂毛坯進(jìn)行淬水處理，淬水溫度60°C 85°C，淬水時間180s±30s ;c、整形對淬水處理后的輪轂毛坯進(jìn)行整形處理；d、 時效處理整形完成后的料架送入時效爐內(nèi)進(jìn)行時效處理，時效溫度130±5°C，時效時間保持 2h± IOmin ；⑵所述步驟(8)的噴粉熱處理噴涂底粉后的輪轂進(jìn)入粉烘箱進(jìn)行烘烤，烘烤溫度在 190±10°C，烘烤時間4(T50min，底粉在烘烤過程中經(jīng)過熔融、流平、固化過程；⑶所述步驟(1Φ的噴漆熱處理噴漆后進(jìn)入漆烘箱進(jìn)行烘烤，烘烤溫度在160±10°C，烘烤時間4(T50min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金汽車輪轂的制造方法，其特征在于所述步驟⑴鋁水驗收中的鋁水各組成部分的重量比為A356. 2合金錠鋁屑幾何廢料=6 3 :1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金汽車輪轂的制造方法，其特征在于所述鋁水中的Si 重量百分含量達(dá)到6. 59Γ7. 5%, Mg重量百分含量達(dá)到O. 289Γ0. 32%，F(xiàn)e重量百分含量小于等于 O. 15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金汽車輪轂的制造方法，其特征在于步驟(6)涂裝前處理的步驟包括a、預(yù)脫脂經(jīng)過機械加工的輪轂采用RID0LINE212清洗劑，粗洗去除表面上的灰塵、鋁屑及油脂，槽液配制初配槽液2800L槽液約加RID0LINE212清洗劑220kg，溫度控制范圍55 65°C，噴壓:1. 2 1. 3kg/cm2，濃度:總堿10. 4 25% ；b、脫脂經(jīng)預(yù)脫脂處理后的輪轂再采用RID0LINE212清洗劑進(jìn)行脫脂，采用噴灑堿液的方式去除工件表面的灰塵、鋁屑及油脂，槽液配制初配槽液2800L槽液約加 RID0LINE212清洗劑190kg，溫度控制范圍50 60。。，噴壓1· 2 1. 3kg/cm2濃度總堿.10.4 25% ；C、水洗將經(jīng)過脫脂處理后的輪轂進(jìn)行水洗清除表面的堿液，所述水洗為兩次，常溫， 采用噴壓為1. 2^1. 3kg/cm2自來水清洗工件表面的堿液；d、酸洗將水洗后的輪轂進(jìn)行酸洗去除表面氧化膜，采用Deoxidizer357去離子水， 槽液配制初配槽液2800L槽液加藥約56kg，溫度控制范圍3(T38°C，噴壓0. 6 O. 8kg/ cm2 ；e、去離子水洗所述去離子水洗為兩次，將酸洗后的輪轂采用溫度常溫，噴壓1. 2^1. 3kg/cm2去離子水清洗去除酸液；f、鈍化采用ALODINE4595D的去離子水，鈍化工件表面，增強涂料與鋁材表面的附著力，增強涂層防腐性能，4000L槽液加ALODINE 45%D清洗劑45kg，溫度控制范圍 30^380C，噴壓0. 6 O. 8kg/cm2，Ph :3. 5 4. O ；g、純水洗所述純水洗為兩次清洗鈍化殘夜，分別采用溫度常溫，噴壓1.2^1. 3kg/ cm2,電導(dǎo)率50 μ s/cm的去離子水，和常溫，噴壓1. 2 1. 3kg/cm2,電導(dǎo)率30 μ s/cm 的去離子水進(jìn)行清洗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金汽車輪轂的制造方法，其特征在于步驟(7)噴涂底粉處理中，輪轂的中心孔、螺栓孔、法蘭面不允許有粉，粉末厚度正面及窗口膜厚 SO^llOym ;背腔膜厚> 20 μ m，保證輪轂表面沒有橘皮現(xiàn)象，使用壓縮空氣吹凈外輪輞內(nèi)輪緣的粉末和機械手夾塊附近粉末。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金汽車輪轂的制造方法，其特征在于步驟⑶噴漆處理中，采用空氣噴槍噴涂輪轂的大窗口及小窗口，靜電噴槍噴涂輪轂的外輪輞，采用旋杯槍噴涂輪轂的輪心和輪緣，正面膜厚色漆15 20μπι，透明漆2(Γ25μπι;窗口膜厚粉末+色漆+透明漆> 60um;外輪輞膜厚色漆+透明漆> 20 μ m;拐角膜厚涂層的平均總厚度 > 20 μ m0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁合金汽車輪轂的制造方法，包括⑴鋁水驗收；⑵低壓鑄造；⑶檢測；⑷熱處理；⑸機械加工；⑹涂裝前處理；⑺噴涂底粉；⑻噴粉熱處理；⑼噴漆；⑽噴漆熱處理，采用本發(fā)明的工藝方法，可以將送料鏈速由27分鐘/料架縮短為20分鐘/料架，縮短了加工時間，使輪轂產(chǎn)品生產(chǎn)效率大幅提升，使熱處理工序的產(chǎn)能增加了近四分之一，而產(chǎn)品的等性能數(shù)值均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，而且產(chǎn)品的延伸率性能有所提升。
文檔編號C21D9/34GK103008202SQ20121021602
公開日2013年4月3日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者邱立寶, 劉杰 申請人:天津戴卡輪轂制造有限公司