常規(guī)鍛造
鍛造是鋁輪轂應(yīng)用較早的成形工藝之一。鍛造鋁輪轂具有強(qiáng)度高、抗蝕性好、尺寸精確、加工量小等優(yōu)點(diǎn),一般情況其重量僅相當(dāng)于同尺寸鋼輪的1/2或更低一些。鍛造鋁輪轂的晶粒流向與受力的方向一致,其強(qiáng)度、韌性與疲勞強(qiáng)度均顯著優(yōu)于鑄造鋁輪轂。
同時(shí),性能具有很好地再現(xiàn)性,幾乎每個(gè)輪轂具有同樣的力學(xué)性能。鍛造鋁輪轂的典型伸長率為12%~17%,因而能很好的吸收道路的震動(dòng)和應(yīng)力。通常鑄造輪轂具有相當(dāng)強(qiáng)的承受壓縮力的能力,但承受沖擊、剪切與拉伸載荷的能力則遠(yuǎn)不如鍛造鋁輪轂。鍛造輪轂具有更高的強(qiáng)度重量比。
另外,鍛造鋁輪轂表面無氣孔,因而具有很好的表面處理能力,不但能保證涂層均勻一致,結(jié)合牢靠,而且色彩也好。鍛造鋁輪轂的最大缺點(diǎn)是生產(chǎn)工序多,生產(chǎn)成本比鑄造的高得多。
鑄造鍛造法
它是將鑄件作為鍛造工序的坯料使用,對其進(jìn)行塑性加工的方法。由于將鍛造作為零件最終成形的工序,因此可以消除鑄造缺陷,改善制品的組織結(jié)構(gòu),使產(chǎn)品的力學(xué)性能比鑄件大大提高,同時(shí)又充分發(fā)揮了鑄造工藝在成形復(fù)雜件方面的優(yōu)勢,使形狀復(fù)雜的產(chǎn)品鍛造工序減少,材料利用率大大提高,生產(chǎn)成本降低。
用鑄造鍛造技術(shù)生產(chǎn)鋁輪轂,其性能完全可以達(dá)到鍛件的力學(xué)性能指標(biāo),但生產(chǎn)成本可以比普通鍛造件下降30%。目前,該工藝自1996年9月成功地應(yīng)用到批量生產(chǎn)中以來,已被多家日本公司采用,經(jīng)濟(jì)效果良好。目前大陸只有少數(shù)幾個(gè)企業(yè)(主要在臺灣六和系統(tǒng))在采用這種工藝,設(shè)備和技術(shù)來自保加利亞。
半固態(tài)模鍛工藝
所謂半固態(tài)模鍛,就是將半固態(tài)坯料加熱到有50%左右體積液相的半固態(tài)狀態(tài)后一次模鍛成形,獲得所需的接近尺寸成品零件的工藝,這是一種介于固態(tài)成形和液態(tài)成形之間的嶄新工藝。
半固態(tài)模鍛的優(yōu)點(diǎn):零件在模內(nèi)收縮較小,易于近終化成形,機(jī)械加工量減少;半固態(tài)模鍛件表面平整光滑、內(nèi)部組織致密,晶粒細(xì)小,力學(xué)性能高于壓鑄和擠壓鑄造件;成形不易裹氣,宏觀氣孔和顯微疏松比常規(guī)鑄件中的少得多;成形溫度低,模具壽命長。
近10年來,半固態(tài)成形技術(shù)在國外獲得了廣泛的應(yīng)用,已逐步成為各先進(jìn)工業(yè)國家競相發(fā)展的一個(gè)新領(lǐng)域,被專家學(xué)者稱為21世紀(jì)新一代新興的金屬成形技術(shù)。預(yù)計(jì)在相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi),半固態(tài)成形的主要市場是汽車工業(yè),應(yīng)用最成功和最廣泛的是汽車鋁合金零件。
美國已建成數(shù)家鋁合金半固態(tài)模鍛工廠,其中美國的AEMP公司與Superior工業(yè)公司合作于1992年在阿肯色州,建成了全球首家半固態(tài)模鍛鋁合金汽車輪轂廠。用半固態(tài)模鍛代替低壓鑄造生產(chǎn)ZL101鋁合金車輪轂,不僅能減少機(jī)械加工量和提高生產(chǎn)率,而且還可以提高機(jī)械性能,減輕質(zhì)量。
鍛造旋壓
比較高端的成形工藝,目前國內(nèi)只有10%左右企業(yè)采用該工藝進(jìn)行生產(chǎn),產(chǎn)品主要供應(yīng)國內(nèi)外的大巴、貨車及高端轎車市場。優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量好、產(chǎn)品強(qiáng)度高質(zhì)量輕;缺點(diǎn)是設(shè)備造價(jià)高,傳統(tǒng)鍛造工藝制造的產(chǎn)品輪輻造型只能靠銑削加工來完成,金屬利用率低且生產(chǎn)效率也不高。鍛造分傳統(tǒng)鍛造和碾鍛,碾鍛可直接鍛出輪輻的造型。