欢迎访问新轻车轮公司网站!
资讯中心
行业新闻
首页 >> 资讯中心 >>行业新闻
汽车铝合金轮毂的制造设备、技术及趋势

  轮毂是汽车上最重要的安全零件之一,有钢制轮毂和铝制轮毂之分,轮毂承受着汽车和载物质量作用的压力,受到车辆在起动、制动时动态扭矩的作用,还承受汽车在行驶过程中转弯、凹凸路面、路面障碍物冲击等来自不同方向动态载荷产生的不规则交变受力。轮毂的质量和可靠性不但关系到车辆和车上人员物资的安全性,还影响到车辆在行驶中的平稳性、操纵性、舒适性等性能,这就要求轮毂动平衡好、疲劳强度高、有好的刚度和弹性、尺寸和形状精度高、质量轻等,铝轮毂以其良好的综合性能满足了上述要求,在安全性、舒适性和轻量化等方面表现突出,博得了市场青睐,正逐步代替钢制轮毂成为最佳选择。

  铝轮毂的制造设备、技术及趋势

  汽车铝轮毂的最主要的生产工艺流程是:熔化→精炼→材料检验→低压铸造→X射线探伤→热处理→机械加工→动平衡检验→气密性检验→涂装。

  1、熔化

  轮毂铝合金的熔化设备,按炉型分为塔式炉、感应炉、倾转炉、固定炉,按能源形式分为柴油、天然气、煤制气、电能。塔式炉熔化速度快、烧损少、能耗低;感应炉熔化速度快、合金成分均匀、生产环境好;倾转炉可以配料也可以做保温炉使用、使用安全、维护方便;固定炉可以配料也可以做保温炉使用、使用和维护简便;燃油热值高、熔化效率高、使用维护方便,燃气生产环境好、清洁、使用维护方便;煤制气经济实惠,电能容易控制、生产环境好。其中以燃油或燃气的塔式快速熔化炉为佳,同时配以铝屑熔化室使用更加方便,是主选设备。

  熔化设备的关键在于炉温的控制,由于需要现场制造,故以国产为宜,而且,施工维护便利。由于轮毂铝合金对Fe(铁)含量要求严格(≤0.15%),因此炉衬必须采用非金属材料制作,配料时选用高牌号的纯铝,回炉料的比例要严格控制。

  国内已有少数厂家采购生产用液态铝合金,并将液态铝合金直接运送到生产现场,采用液态铝合金直接铸造铝轮毂这种工艺方式,大大减少了原材料熔化时的烧损及二次熔化时能源的消耗,是铝轮毂制造技术发展的新方向。

  2、精炼

  铝液的精炼方法有气体法和熔剂法,处理方式有通入管路法、钟罩压入法、精炼机等。铝液精炼的设备,按形式分为固定式、移动式、吊装式、简易通管式,按精炼介质分为单一气体、双气体、气体加熔剂。固定式的设备运行平稳、可靠、精炼效果好,移动式的则使用灵活、方便,吊装式的使用方便,简易通管式的使用简单。为了提高精炼效果,避免对环境的污染,以采用双气体的固定式精炼机的使用效果最好,是主选设备,该精炼设备的关键在于控制系统的技术水平和设备的可靠性,进口和国产设备均可。

  细化变质以采用杆状的AlTiB、AlSr合金为佳,使用无污染的熔剂已成为精炼细化变质处理的发展方向;而采用热分析和密度当量仪进行精炼、细化、变质效果的炉前分析则是铝液快速分析技术发展的新趋势。

  3、铸造

  汽车铝轮毂的成形工艺分为金属型重力铸造、低压铸造、挤压铸造、锻造工艺、旋压工艺,低压铸造具有生产效率高、铸件组织致密、自动化程度高等特点,可满足汽车铝轮毂的需要,成为了近年来国际上的主流工艺。国内汽车铝轮毂成形技术中,总产量的85%以上是采用低压铸造工艺生产,其余采用金属型重力铸造、挤压铸造和锻造工艺技术生产。

  低压铸造机的关键在于炉压的控制精度和设备的可靠性,国内厂家选用的低压铸造机以保温炉为熔池式的为主,模具以四开模的形式为主,模具冷却是水气并用,由于铝轮毂正在朝大型化方向发展,因此设备的刚性一定要好,并有足够的开合模的力量。

  4、X射线探伤

  铝轮毂X射线探伤设备采用的是工业实时成象系统,使用的X射线管为进口160KVA的金属管,能穿透50mm以上级的铝合金,并能清晰地观察到缩松、针孔等缺陷。缺陷的识别有人工识别和程序自动识别等方式,并有图象处理和存储功能。该设备有进口和国产,但国产设备在可靠性和自动识别程序的开发上尚存在较大的差距,无法与国外设备相媲美,因此此类设备以进口带自动识别功能的X射线探伤设备使用效果最好,是主选设备。考虑到生产的自动化程度,在设备的进出口端要有输送料道系统,合格品与非合格品能够自动分离,带有生产统计软件功能的设备是行业中的应用发展趋势。

  5、热处理

  铝轮毂的热处理工艺为固熔加时效处理(T6处理),工艺要求炉温均匀性≤±5℃。热处理设备按炉型分为周期炉、连续炉,按能源形式分为天然气、电能。轮毂在炉内的放置多采用料架,产品分开放置以防轮毂变形。连续热处理炉按传动方式又分辊棒式、吊筐式、推盘式、步进式。

  其中连续热处理炉的炉温均匀性好(±3℃)、产品质量好、生产效率高、节能,是大批量生产的主选设备,而燃气吊筐式和无料筐式连续热处理炉是该类设备的发展方向。小批量间歇式生产时可以使用周期炉。由于连续热处理炉的生产量大,因此设备的可靠性和控制水平十分重要,为了工艺的可追述性,要配备温度记录仪。为方便操作,提高车间面积利用率,热处理生产线以U型布置或双层布置为佳。该设备以国产为宜,施工维护便利。

  6、机械加工

  在铝轮毂的加工方面,国内厂家一般是采用进口或国产的单轴立式或卧式数控机床,高精度CNC加工单元,切削液冷却,传统的加工顺序是在线外去除冒口,然后以毛坯外圆定位先车后钻,对于铝轮毂而言加工精度是足够的了。为了减少加工工序、提高生产效率和加工精度,同时满足环保的要求,新的技术是采用高精度CNC双轴立式加工单元,无切削液的干式加工——刀具微润滑空气冷却方式,加工顺序是先钻后车,以产品螺栓孔定位,车削转速至少2500r/min,并将去冒口在钻床上完成,减少了钻冒口工序,是铝轮毂加工技术的新趋势。

  7、气密性检验

  铝轮毂气密性检验的方法有水压试验和氦气质谱漏气试验。水压试验是在≥0.4MPa的气压下保压30s,通过目测观察水中铝轮毂漏气时的气泡来检验铝轮毂的漏气情况,这是国内绝大多数厂家选用的气密性检验方法,设备以国产为主。新的气密性检验方法是采用氦气质谱漏气试验,该方法是利用氦气质谱分析的原理,能够快速自动检测氦气的泄漏情况(漏气速率≤1×10-6Pacm3/s),考虑到生产的自动化程度,在设备的工件进出口端要有输送料道系统,合格品与非合格品能够自动分离,该技术是气密性检验技术的新趋势,设备以进口为佳。

  8、涂装

  铝轮毂的外观式样有涂装、轮辐车亮面涂透明漆、抛光涂透明漆、电镀等,涂装的颜色有银灰色、运动银、细银、烟灰色、黑色等。由于电镀工艺对环保的影响大,应用量正在逐步减少,涂装为主导工艺。

  涂装是铝轮毂生产的最后一道工序,其目的是提高铝轮毂的耐腐蚀性和美感,为了确保涂装的质量,生产现场要求清洁无尘。涂装的方法有手动喷和自动喷,手动喷涂的涂层厚度及喷涂质量不易控制,自动喷涂可将涂层厚度的精度控制在10mm、且均匀,厚度可根据顾客的要求进行调节;喷枪有静电喷枪和空气喷枪,后者只适用于喷油漆;涂装的工艺流程是:预处理→喷底粉→喷色漆→喷透明粉,特殊的也有预处理→喷色漆→喷透明粉或预处理→喷透明粉,但后两种工艺涂层的耐腐蚀性不如前者。目前采用的先进的工艺和设备是预处理→喷底粉→喷色漆→喷透明粉的涂装自动生产线。

  先进的涂装自动生产线由表面预处理、烘干、静电粉末喷涂、喷漆、固化等组成,传输系统以地面链的方式将铝轮毂水平放置、铝轮毂可自转为好,并带有搬运机器人、粉末回收系统、粉末更换系统和废水处理装置。采用的自动化涂装工艺装备中,选用了静电喷枪和高速静电旋杯喷枪技术(转速20000r/min以上)、环保型无铬化预处理技术、喷粉技术、环保型水性漆技术,由于生产线的生产效率高、节省涂料、对环保好,是铝轮毂涂装技术发展的新趋势,其中喷枪、处理剂、粉剂、水性漆以进口产品为佳,目前只有个别厂家在使用。

  结语

  汽车铝轮毂正在向大直径、轻量化、高强度、美观化等方向发展,汽车主流市场是以15~18in(1in25.4mm)轮毂为主,16in轮毂所占市场份额最大。铝轮毂制造技术的主要发展趋势是自动化、智能化、节约、节能和环保,具体措施有:液态铝合金直送生产现场、铝液无污染精炼、铝液热分析、X射线自动探伤、氦气自动试漏、干式机械加工、高速静电旋杯喷枪、无铬化处理、喷粉和水性漆等新技术新工艺。目前,6500万件的年产能使得我国成为了世界铝轮毂生产大国,我国汽车铝轮毂行业正在努力做大做强,力争早日成为铝轮毂生产强国。

版权所有: 秦皇岛新轻车轮工程技术有限公司  冀ICP备15022277号  技术支持:秦皇岛网站制作  商景科技

电话:0335-3573008  0335-8582165          地址:中国河北省秦皇岛经济技术开发区松花江西道16号