摘要:对汽车铝轮毂的发展趋势、生产技术状况以及国内汽车铝轮毂制造技术的发展趋势进行了论述。介绍了铝轮毂主要的生产工艺技术以及先进生产工艺技术的应用。
作为汽车最重要的安全部件,轮毂承受着汽车和载物质量作用的压力,受到车辆在启动、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。轮毂的产品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,这就要求轮毂的尺寸和形状精度高、动平衡好、疲劳强度高、刚度和弹性好、质量轻、美观、材料可回收等,而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(至少减轻30%的质量)等方面起到了重要的作用。
1 汽车铝轮毂的发展趋势
汽车铝轮毂正在向大直径、轻量化、高强度、美观化的方向发展,为了满足使用功能和市场的需求,铝轮毂在结构上有整体式和多件组合式的设计,外观造型上有宽轮辐、窄轮辐、多轮辐、少轮辐等形状设计,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,涂装的颜色有运动银、细银、烟灰色、黑色等色彩。铝轮毂使用的材料有Al-Si系列合金(AlSi7Mg、AlSi11、AlSi11Mg、AlSi12Mg)、Mg合金、6061变形铝合金,其中以采用Sr变质的AlSi7Mg合金用量最多(约90%)。铝轮毂的成形工艺有重力铸造、低压铸造、挤压铸造、半固态铸造、锻造、旋压成形和几种工艺的组合等工艺形式;挤压铸造和半固态铸造技术可以改善材料的金相组织,提高产品的力学性能,特别适用于制造大规格、轻量化铝轮毂;旋压成形技术是在热锻工艺基础上发展起来的塑性变形加工技术,铝轮毂在锻造制坯后利用旋压工艺使之成形,这种工艺生产的铝轮毂的力学性能,比同规格铸造铝轮毂的提高18%以上,还可减轻约20%的质量,产品主要是大规格、轻量化铝轮毂以及赛车铝轮毂。近来又出现了一种全新概念的新型轻量化铝轮毂——内置空气铝轮毂,通过空腔技术进一步减轻轮毂20%的质量。
目前,汽车铝轮毂装车率在60%左右,铝轮毂的尺寸为304.8mm-762mm,OEM的主流市场是以381mm-457.2mm轮毂为主,其中406.4mm轮毂所占市场份额最大,而改装市场的主流市场是以457.2mm-558.8mm轮毂为主。对于普通乘用车而言,整体式低压铸造铝轮毂足以满足性能的要求,因此当前汽车铝轮毂成形技术主要采用低压铸造工艺(占总量的80%以上)。