铝合金车轮工艺课件.pptx

1、一、铝合金车轮的概述铝合金车轮是基于“轻量化”的设计目标，首先使用在赛车上。20世纪初，使用砂模制造铝合金车轮，并应用于赛车20世纪50年代，使用钢模铸造整体式铝合金车轮，并应用于轿车20世纪70年代，得到快速发展，被广泛应用21世纪初，极其迅猛发展，进入国内外OEM配套体系铝合金车轮相对于钢制车轮的优缺点：重量轻，节能效果明显（铝的密度是2.76103kg/m3,钢的密度是7.8103kg/m3）散热快，整车安全性能高（铝合金A356的导热系数是128w/m，含碳量为0.5%的低碳钢导热系数是54w/m）尺寸精度高，整车驾驶性能好款式多样，更适应现代化整车的造型要求不易藏污纳垢，不会产生铁锈

2、，易清洁优点价钱比钢制车轮贵铝车轮的直径一般是中、小直径，大直径 铝合金车轮的制造技术还有一定困难（如客车和卡车使用的大直径车轮）就弹性模量而言，钢车轮有一定的优势，（碳钢的弹性模量在196206GPa的范围内，铝合金的弹性模量在72GPa左右）如果整车行驶速度不高、道路又是较差的，铝车轮 没有优势缺点二、铝合金车轮的结构和分类车轮的结构：主要由两部分组成轮辋轮辐1、铝合金车轮按结构形式分：1片式（整体式）2片式3片式2、铝合金车轮按生产方式分：1）铸造：重力铸造、低压铸造重力铸造、低压铸造、液态挤压、反压铸造、离心铸造、真空压铸、半凝固铸造等2）锻造优缺点:锻造锻造车轮车轮简单简单说有以下优

3、点：说有以下优点：1.强度高，强度高，2.重量轻重量轻,3.相对相对铸铸造造车轮车轮节省节省燃油燃油。但目前受限于行业整体技术状况，包括材料，加工工艺，但目前受限于行业整体技术状况，包括材料，加工工艺，成本等因素。目前仅少量用于零售改装市场。成本等因素。目前仅少量用于零售改装市场。3、铝合金车轮按涂装方式分：1）车亮面2）全涂装3）电镀4）抛光5）组合消除偏析和针状组织，改善合金的组织和力学性能。简略表示：可省略偏距后内容弹性模量在72GPa左右）A356、AC4CH、AC7A背面刹车线消除偏析和针状组织，改善合金的组织和力学性能。GB/T 23301-2009 汽车车轮用铸造铝合金六、铝合金

4、车轮的相关标准利用气体压力将液态金属压入铸型，并使铸件在一定压力的作用下结晶凝固的铸造方法。款式多样，更适应现代化整车的造型要求A356、AC4CH、AC7AA356、AC4CH、AC7AQC/T 484-1999 汽车油漆涂层（参考）如果整车行驶速度不高、道路又是较差的，铝车轮 没有优势稳定铸件的尺寸和组织，防止和消除因高温引起相变产生体积膨大现象；仅适用于油漆，设备简单，漆的损失较多。依据不同的生产方式，所使用的材料也不相同：热处理的目的：提高铸件的力学性能，改善合金的切削性能；重点控制项目：中心孔直径、PCD位置度、端径跳、动平衡。三、铝合金车轮的设计1、铝合金车轮的表示方法（乘用车，轻

5、型商用车，整体式铝合金车轮）轮辋名义轮辋名义直径直径轮辋轮轮辋轮廓代号廓代号安装孔安装孔个数个数轮辋名轮辋名义宽度义宽度偏距偏距螺栓孔分螺栓孔分度圆直径度圆直径简略表示：可省略偏距后内容表示为：188J2、铝合金车轮构造图3、铝合金车轮各部位命名示意图锻造车轮简单说有以下优点：1.QC/T 242-2004 汽车车轮不平衡量要求及测试方法消除偏析和针状组织，改善合金的组织和力学性能。3、铝合金车轮按涂装方式分：消除由于铸件壁厚不均匀、快速冷却等所造成的内应力；4、铝合金的设计流程图CNC加工在车轮加工中应用非常广泛。真空压铸、半凝固铸造等稳定铸件的尺寸和组织，防止和消除因高温引起相变产生体积膨

6、大现象；如果整车行驶速度不高、道路又是较差的，铝车轮 没有优势设计载荷A356、AC4CH、AC7AA356、AC4CH、AC7A本工序控制要点：固溶时间和温度（5405，6H）、淬火时间和温度（60-85，3min）、时效时间和温度（1305，3H）预处理：通常指在涂装前在工件上进行的除油、除锈、磷化这三个工序的通称。消除由于铸件壁厚不均匀、快速冷却等所造成的内应力；六、铝合金车轮的相关标准稳定铸件的尺寸和组织，防止和消除因高温引起相变产生体积膨大现象；重点控制项目：中心孔直径、PCD位置度、端径跳、动平衡。稳定铸件的尺寸和组织，防止和消除因高温引起相变产生体积膨大现象；本工序控制要点：固溶

7、时间和温度（5405，6H）、淬火时间和温度（60-85，3min）、时效时间和温度（1305，3H）如从供应商处现有产品选择，则需提供相关参数4、铝合金的设计流程图外观造型效果图轮辐造型A面三维数模车轮工程结构设计提供供应商工艺分析反馈修改提交客户转供应商开发模具、试制新开发产品流程：如从供应商处现有产品选择，则需提供相关参数需要提供的参数：轮辋名义直径、宽度 轮辋执行标准 偏距 中心孔直径 螺栓孔结构（60度锥面、90度锥面、球面、平面）背面刹车线 设计载荷 其它要注意的事项（如风格、重量、颜色等）5、铝合金的设计应用技术结构受力有限元分析计算机模拟铸造凝固分析（制造工艺分析）CAD-CA

8、E-CAM的集成开发车辆制造方法铝合金牌号轿车整体铸造A356、AC4CH、AC7A2片型轮辋条或卷材5154、5454圆板5154、5454挤压管5454轮辐铸造A356、AC4CH、AC7A锻造6061板5154、54543片型轮辋圆板5052、5154、5454轮辐铸造A356、AC4CH、AC7A锻造6061载货车整体铸造A356、AC4CH客车整体铸造6061依据不同的生产方式，所使用的材料也不相同：四、铝合金车轮使用的材料目前国内主流的生产方式及使用材料为：整体式铝合金车轮，采用重力和低压铸造，材料使用A356，进行T6热处理A356是一种铝硅合金（Al-Si7），含7%左右的Si

9、五、铝合金车轮的制造工艺铸铸 造造热处理热处理机加工机加工喷涂喷涂熔炼熔炼主要工序u本工序控制要点：铝液成份、含氢量、铝液温度。u铝液温度控制在780 800 熔炼：铸造：铝液温度控制在680 750 消除偏析和针状组织，改善合金的组织和力学性能。CNC加工在车轮加工中应用非常广泛。QC/T 243-2004 汽车车轮安装面平面度要求及检测方法热处理的目的：提高铸件的力学性能，改善合金的切削性能；GB/T 15704-1995 轿车车轮冲击试验方法本工序控制要点：铝液成份、含氢量、铝液温度。散热快，整车安全性能高稳定铸件的尺寸和组织，防止和消除因高温引起相变产生体积膨大现象；锻造车轮简单说有以

10、下优点：1.A356、AC4CH、AC7A较典型的铝合金车轮涂装预处理的工艺流程如下：上料预处理烘干喷粉固化喷漆固化下料螺栓孔结构（60度锥面、90度锥面、球面、平面）76103kg/m3,钢的密度是7.铝液温度控制在680 750 GB/T 15704-1995 轿车车轮冲击试验方法如果整车行驶速度不高、道路又是较差的，铝车轮 没有优势首先是提高车轮的运行可靠性和耐久性；仅适用于油漆，设备简单，漆的损失较多。5%的低碳钢导热系数是54w/m）六、铝合金车轮的相关标准消除偏析和针状组织，改善合金的组织和力学性能。液体依靠重力流动充填铸型，由于没有外加压力，为了获得致密的铸件，往往需要利用冒口来

11、补缩。这种方法应用最广泛。重力铸造模具采用空气冷却。利用气体压力将液态金属压入铸型，并使铸件在一定压力的作用下结晶凝固的铸造方法。低压铸造模具采用水流冷却。u热处理的目的：提高铸件的力学性能，改善合金的切削性能；消除由于铸件壁厚不均匀、快速冷却等所造成的内应力；稳定铸件的尺寸和组织，防止和消除因高温引起相变产生体积膨大现象；消除偏析和针状组织，改善合金的组织和力学性能。u本工序控制要点：固溶时间和温度（5405405 5，6H6H）、淬火时间和温度（60-8560-85，3min3min）、时效时间和温度（1301305 5，3H3H）热处理：u铝合金车轮一般采用数控加工，即CNC加工。CNC

12、加工在车轮加工中应用非常广泛。u本工序控制要点：所有装车尺寸。重点控制项目：中心孔直径、PCD位置度、端径跳、动平衡。机加工：u数控机床加工工序划分的特点为：先粗后精，先面后孔，刀具集中。刀具R的大小可按铝合金车轮型面的要求选取。u铝合金车轮涂装的目的铝合金车轮涂装的目的:首先是提高车轮的运行可靠性和耐久性；其次是提高它的外观装饰性。u本工序控制要点本工序控制要点：前处理槽液参数、调漆参数和固化参数。涂装：全涂装车轮的工艺流程：上料预处理烘干喷粉固化喷漆固化下料预处理预处理：通常指在涂装前在工件上进行的除油、除锈、磷化这三个工序的通称。u较典型的铝合金车轮涂装预处理的工艺流程如下：表面活性剂水

13、溶液除油水洗（二道）中和出光水洗转化膜处理水洗（二道）烘干涂装铝合金车轮的喷涂工艺方法静电喷涂适用于粉末和油漆，生产效率和涂料的利用率高，对环境的污染少；空气喷涂仅适用于油漆，设备简单，漆的损失较多。铝合金车轮制造过程中的检测X光检查气密性检查三坐标检查关键性尺寸抽查动不平衡量检测材料性能检测5、铝合金的设计应用技术本工序控制要点：固溶时间和温度（5405，6H）、淬火时间和温度（60-85，3min）、时效时间和温度（1305，3H）5%的低碳钢导热系数是54w/m）本工序控制要点：铝液成份、含氢量、铝液温度。消除偏析和针状组织，改善合金的组织和力学性能。CAD-CAE-CAM的集成开发重点

14、控制项目：中心孔直径、PCD位置度、端径跳、动平衡。稳定铸件的尺寸和组织，防止和消除因高温引起相变产生体积膨大现象；消除由于铸件壁厚不均匀、快速冷却等所造成的内应力；本工序控制要点：固溶时间和温度（5405，6H）、淬火时间和温度（60-85，3min）、时效时间和温度（1305，3H）消除由于铸件壁厚不均匀、快速冷却等所造成的内应力；较典型的铝合金车轮涂装预处理的工艺流程如下：20世纪70年代，得到快速发展，被广泛应用2、铝合金车轮按生产方式分：其次是提高它的外观装饰性。六、铝合金车轮的相关标准较典型的铝合金车轮涂装预处理的工艺流程如下：散热快，整车安全性能高预处理：通常指在涂装前在工件上进

15、行的除油、除锈、磷化这三个工序的通称。散热快，整车安全性能高不易藏污纳垢，不会产生铁锈，易清洁如从供应商处现有产品选择，则需提供相关参数油漆性能检测台架试验动态弯曲疲劳试验径向滚动疲劳试验冲击试验六、铝合金车轮的相关标准GB/T 3487-2005 汽车轮辋规格系列GB/T 5334-2005 乘用车车轮性能要求和试验方法GB/T 15704-1995 轿车车轮冲击试验方法GB/T 23301-2009 汽车车轮用铸造铝合金QC/T 241-1997(2005)汽车无内胎车轮密封性试验方法QC/T 242-2004 汽车车轮不平衡量要求及测试方法QC/T 243-2004 汽车车轮安装面平面度

16、要求及检测方法QC/T 240-1997(2005)车轮轮辐在轮毂上安装尺寸的检验方法QC/T 717-2004 汽车车轮跳动量的要求及检测方法QC/T 484-1999 汽车油漆涂层（参考）A356、AC4CH、AC7AGB/T 23301-2009 汽车车轮用铸造铝合金铝合金车轮的喷涂工艺方法消除由于铸件壁厚不均匀、快速冷却等所造成的内应力；六、铝合金车轮的相关标准仅适用于油漆，设备简单，漆的损失较多。热处理的目的：提高铸件的力学性能，改善合金的切削性能；本工序控制要点：固溶时间和温度（5405，6H）、淬火时间和温度（60-85，3min）、时效时间和温度（1305，3H）2、铝合金车轮

17、按生产方式分：真空压铸、半凝固铸造等仅适用于油漆，设备简单，漆的损失较多。5、铝合金的设计应用技术本工序控制要点：铝液成份、含氢量、铝液温度。20世纪50年代，使用钢模铸造整体式铝合金车轮，并应用于轿车20世纪70年代，得到快速发展，被广泛应用5、铝合金的设计应用技术铝液温度控制在780 800 CAD-CAE-CAM的集成开发4、铝合金的设计流程图如从供应商处现有产品选择，则需提供相关参数含碳量为0.本工序控制要点：前处理槽液参数、调漆参数和固化参数。三、铝合金车轮的设计1、铝合金车轮的表示方法（乘用车，轻型商用车，整体式铝合金车轮）轮辋名义轮辋名义直径直径轮辋轮轮辋轮廓代号廓代号安装孔安装

18、孔个数个数轮辋名轮辋名义宽度义宽度偏距偏距螺栓孔分螺栓孔分度圆直径度圆直径简略表示：可省略偏距后内容表示为：188J2、铝合金车轮构造图3、铝合金车轮各部位命名示意图4、铝合金的设计流程图外观造型效果图轮辐造型A面三维数模车轮工程结构设计提供供应商工艺分析反馈修改提交客户转供应商开发模具、试制新开发产品流程：如从供应商处现有产品选择，则需提供相关参数u热处理的目的：提高铸件的力学性能，改善合金的切削性能；消除由于铸件壁厚不均匀、快速冷却等所造成的内应力；稳定铸件的尺寸和组织，防止和消除因高温引起相变产生体积膨大现象；消除偏析和针状组织，改善合金的组织和力学性能。u本工序控制要点：固溶时间和温度

19、（5405405 5，6H6H）、淬火时间和温度（60-8560-85，3min3min）、时效时间和温度（1301305 5，3H3H）热处理：预处理预处理：通常指在涂装前在工件上进行的除油、除锈、磷化这三个工序的通称。u较典型的铝合金车轮涂装预处理的工艺流程如下：表面活性剂水溶液除油水洗（二道）中和出光水洗转化膜处理水洗（二道）烘干涂装铝合金车轮的喷涂工艺方法静电喷涂适用于粉末和油漆，生产效率和涂料的利用率高，对环境的污染少；空气喷涂仅适用于油漆，设备简单，漆的损失较多。三坐标检查关键性尺寸抽查铝车轮的直径一般是中、小直径，大直径 铝合金车轮的制造技术还有一定困难（如客车和卡车使用的大直径

20、车轮）首先是提高车轮的运行可靠性和耐久性；仅适用于油漆，设备简单，漆的损失较多。（碳钢的弹性模量在196206GPa的范围内，铝合金的稳定铸件的尺寸和组织，防止和消除因高温引起相变产生体积膨大现象；散热快，整车安全性能高QC/T 243-2004 汽车车轮安装面平面度要求及检测方法铝车轮的直径一般是中、小直径，大直径 铝合金车轮的制造技术还有一定困难（如客车和卡车使用的大直径车轮）铝车轮的直径一般是中、小直径，大直径 铝合金车轮的制造技术还有一定困难（如客车和卡车使用的大直径车轮）其它要注意的事项（如风格、重量、颜色等）含碳量为0.依据不同的生产方式，所使用的材料也不相同：但目前受限于行业整体

21、技术状况，包括材料，加工工艺，尺寸精度高，整车驾驶性能好QC/T 240-1997(2005)车轮轮辐在轮毂上安装尺寸的检验方法QC/T 717-2004 汽车车轮跳动量的要求及检测方法消除由于铸件壁厚不均匀、快速冷却等所造成的内应力；3、铝合金车轮各部位命名示意图消除偏析和针状组织，改善合金的组织和力学性能。消除偏析和针状组织，改善合金的组织和力学性能。六、铝合金车轮的相关标准3、铝合金车轮各部位命名示意图铝液温度控制在780 800 螺栓孔结构（60度锥面、90度锥面、球面、平面）含碳量为0.消除由于铸件壁厚不均匀、快速冷却等所造成的内应力；就弹性模量而言，钢车轮有一定的优势，5%的低碳钢

22、导热系数是54w/m）消除偏析和针状组织，改善合金的组织和力学性能。款式多样，更适应现代化整车的造型要求QC/T 241-1997(2005)汽车无内胎车轮密封性试验方法A356、AC4CH、AC7A2、铝合金车轮按生产方式分：铝液温度控制在780 800 本工序控制要点：固溶时间和温度（5405，6H）、淬火时间和温度（60-85，3min）、时效时间和温度（1305，3H）不易藏污纳垢，不会产生铁锈，易清洁本工序控制要点：铝液成份、含氢量、铝液温度。消除偏析和针状组织，改善合金的组织和力学性能。首先是提高车轮的运行可靠性和耐久性；简略表示：可省略偏距后内容其它要注意的事项（如风格、重量、颜

23、色等）真空压铸、半凝固铸造等5%的低碳钢导热系数是54w/m）散热快，整车安全性能高但目前受限于行业整体技术状况，包括材料，加工工艺，就弹性模量而言，钢车轮有一定的优势，真空压铸、半凝固铸造等如从供应商处现有产品选择，则需提供相关参数尺寸精度高，整车驾驶性能好散热快，整车安全性能高A356、AC4CH、AC7AQC/T 717-2004 汽车车轮跳动量的要求及检测方法4、铝合金的设计流程图消除由于铸件壁厚不均匀、快速冷却等所造成的内应力；六、铝合金车轮的相关标准GB/T 5334-2005 乘用车车轮性能要求和试验方法2、铝合金车轮按生产方式分：偏距A356、AC4CH、AC7A5052、51

24、54、5454消除由于铸件壁厚不均匀、快速冷却等所造成的内应力；较典型的铝合金车轮涂装预处理的工艺流程如下：5、铝合金的设计应用技术轮辋执行标准（碳钢的弹性模量在196206GPa的范围内，铝合金的款式多样，更适应现代化整车的造型要求稳定铸件的尺寸和组织，防止和消除因高温引起相变产生体积膨大现象；（碳钢的弹性模量在196206GPa的范围内，铝合金的热处理的目的：提高铸件的力学性能，改善合金的切削性能；稳定铸件的尺寸和组织，防止和消除因高温引起相变产生体积膨大现象；8103kg/m3）GB/T 23301-2009 汽车车轮用铸造铝合金A356、AC4CH、AC7AQC/T 241-1997(2005)汽车无内胎车轮密封性试验方法5、铝合金的设计应用技术背面刹车线3、铝合金车轮各部位命名示意图款式多样，更适应现代化整车的造型要求本工序控制要点：前处理槽液参数、调漆参数和固化参数。20世纪70年代，得到快速发展，被广泛应用较典型的铝合金车轮涂装预处理的工艺流程如下：铝合金车轮的喷涂工艺方法QC/T 484-1999 汽车油漆涂层（参考）重点控制项目：中心孔直径、PCD位置度、端径跳、动平衡。六、铝合金车轮的相关标准首先是提高车轮的运行可靠性和耐久性；真空压铸、半凝固铸造等其它要注意的事项（如风格、重量、颜色等）材料性能检测