趙 雷，吳國(guó)瑞，陳學(xué)武

（中信戴卡股份有限公司，河北 秦皇島 066011）

就目前來(lái)看，在制造行業(yè)中，鋁合金輪轂采用的通常都是金屬型的重力鑄造和低壓鑄造兩種方式制作成型的，其中，低壓鑄造因?yàn)槭褂玫降脑O(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜，所以，在制作期間經(jīng)常需要借助自動(dòng)控制技術(shù)來(lái)精確的控制加壓的過(guò)程，輪轂的制作成本相對(duì)較高；金屬型的重力鑄造存在澆冒口偏重、鋁液的利用效率偏低等問(wèn)題。因此，要想在保證鋁合金輪轂質(zhì)量的基礎(chǔ)上，對(duì)其制造過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)其加壓鑄造技術(shù)展開(kāi)研究勢(shì)在必行。

1 制造業(yè)中鋁合金輪轂的應(yīng)用

就鋁合金輪轂來(lái)講，其本身屬于汽車制造業(yè)的領(lǐng)域，屬于汽車上的一個(gè)零部件。例如，輪轂、汽缸蓋、油底殼、汽缸蓋罩、進(jìn)氣歧管、齒輪室、發(fā)動(dòng)機(jī)的置掛支架、齒輪室蓋等。因?yàn)檩嗇灲Y(jié)構(gòu)和種類相對(duì)較多，不同類型的汽車在精確度和制作要求上存在一定的差異性，所以，汽車鋁合金輪轂成型的方法也處于不斷發(fā)展的過(guò)程中。例如，擠壓鑄造成型、鍛造法、半固態(tài)模鍛成型、鑄造法等，都是比較常見(jiàn)的鋁合金輪轂制作工藝。在汽車制造技術(shù)不斷發(fā)展的今天，汽車輪轂的制造也在由以往以低壓鑄造技術(shù)為主逐步朝著半固態(tài)鑄造和擠壓鑄造的方式不斷發(fā)展。就汽車制造業(yè)中的鋁合金輪轂來(lái)講，其制造的工藝流程為：準(zhǔn)備配料～毛坯制作～鑄件熱處理～機(jī)械加工處理～對(duì)輪轂進(jìn)行噴涂～檢驗(yàn)輪轂的質(zhì)量并進(jìn)行包裝。

鋁合金輪轂制造期間的管理流程為；分析鑄件工藝～鑄件圖的繪制～工裝模具的設(shè)計(jì)～工裝模具的制作～澆筑和熱處理鑄件～檢驗(yàn)鑄件～鑄件交付和輪轂試加工處理～以試加工結(jié)果為依據(jù)修正模具～將制作完成的輪轂投入試生產(chǎn)緩解～對(duì)輪轂質(zhì)量進(jìn)行全面的評(píng)審～工藝文件的定型～檔案的歸納和總結(jié)。

2 鋁合金輪轂加壓制造技術(shù)的研究

本次工藝分析以?shī)W迪A618鋁合金輪轂的鑄造為例展開(kāi)工藝分析。

（1）鋁合金輪轂加壓鑄造過(guò)程。首先，負(fù)責(zé)制作鋁合金輪轂的人員需要先制作出一個(gè)加壓鑄造的模具，將模具的底部、頂部和邊緣的模板、頂出機(jī)構(gòu)等，分別同加壓鑄造設(shè)備的地板、頂出機(jī)構(gòu)連接板、設(shè)備活動(dòng)臺(tái)板、邊模油缸等進(jìn)行連接，使制作出來(lái)的模具可以被順利的安裝在模具設(shè)備上方[1]。其次，相關(guān)人員需要將加壓鑄造模具上頂部和底部模板中的冷卻系統(tǒng)和加壓氣缸，同壓縮空氣管道進(jìn)行連接。當(dāng)模具和管道的安裝連接工作完成之后，相關(guān)人員需要使用邊模油缸將邊模推進(jìn)到相應(yīng)的位置，確保加壓鑄造設(shè)備中的活動(dòng)臺(tái)板可以同頂部模板下移，與頂部模板、邊緣模板、底部模板圍成一個(gè)成型強(qiáng)度，第三，輪轂制作人員需要根據(jù)鑄造零件的設(shè)計(jì)重量，將鋁液通過(guò)模具中心進(jìn)行澆注，在澆注工作完成之后，使用加壓氣缸按照設(shè)定好的壓力、限位、速度、保壓時(shí)間等對(duì)模具進(jìn)行加壓處理。在加壓工程完成之后，制造人員需要按照鑄造技術(shù)的流量和時(shí)間，將頂部和底部模板中的冷卻氣系統(tǒng)打開(kāi)，確保鋁合金輪轂的毛坯鑄件可以在壓力的作用下迅速凝結(jié)。當(dāng)毛坯輪轂鑄件處于完全凝固狀態(tài)后，相關(guān)人員需要在邊緣模具油缸中將邊緣模具拉開(kāi)，將鑄造設(shè)備中的活動(dòng)臺(tái)板同頂部模板一起上移，使用頂出機(jī)構(gòu)和加壓氣缸，將毛坯輪轂鑄件頂出，形成一個(gè)完整的鑄造循環(huán)。

（2）加壓鑄造技術(shù)的實(shí)踐操作。對(duì)鋁合金輪轂來(lái)講，其加壓鑄造是以鑄造設(shè)備與模具為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化改造，在結(jié)合路合金輪轂金屬性的重力鑄造中心澆注法優(yōu)化的基礎(chǔ)上，對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

根據(jù)鋁合金輪轂的加壓鑄造中的澆注特點(diǎn)為依據(jù)，使用鋁合金液按照輪轂形狀，從中心點(diǎn)以“自上而下”的方式進(jìn)行充型和補(bǔ)縮處理，使輪轂?zāi)Ｐ蜐沧⑼瓿芍?，鋁合金液在成型腔中可以沿著成型腔的頂端達(dá)到澆口杯的溫度呈現(xiàn)梯度遞增的方式，并按照由上輪轂邊緣到達(dá)澆口杯的順序完成凝固。對(duì)輪轂的加壓鑄造技術(shù)來(lái)講，其凝固加壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以參考全立式的加壓鑄造機(jī)械進(jìn)行加壓凝固的方式，對(duì)壓射沖頭進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以便為輪轂的加壓鑄造進(jìn)行活塞處理，從而保證加壓鑄造操作的平穩(wěn)性。對(duì)鋁合金輪轂的加壓鑄造技術(shù)來(lái)講，其在實(shí)施的過(guò)程中還存在幾個(gè)控制難點(diǎn)：一是加壓活塞形成與壓力需要按照鑄造的輪轂配件結(jié)構(gòu)的不同設(shè)定相應(yīng)的鑄造技術(shù)；二是相關(guān)人員需要按照鑄造輪轂不同的精確重量確定注入鋁合金液的總量；三是對(duì)于先由的鑄造設(shè)備模具進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，或者是購(gòu)置一些能夠滿足輪轂加壓鑄造要求的鑄造設(shè)備。

（3）鋁合金輪轂的加壓鑄造技術(shù)特點(diǎn)。同傳統(tǒng)的鋁合金輪轂制造方式相比，新型的加壓鑄造技術(shù)包含了各類鑄造工藝的優(yōu)勢(shì)，有效的避免了一些不足之處帶來(lái)的缺陷。一是能夠有效的規(guī)避以往澆冒口較重的情況，通過(guò)縮短澆注系統(tǒng)的方式，使鋁合金液利用效率能夠得到提升。二是同時(shí)采用的頂部模具、邊緣模具、底部模具三種不同類型的模具進(jìn)行鑄造澆注，這種澆注方式更加的明確，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，在加壓鑄造的過(guò)程中不會(huì)頻繁的發(fā)生由于鑄造零件夾渣的原因而報(bào)廢的情況；其采用的主要是中心澆注的方式，可以在有效降低鑄造零件夾渣造成的輪轂配件報(bào)廢概率的同時(shí)，有效提高產(chǎn)品的成品概率。三是如果澆注口的位置同模具中心相偏離，模具上方最大的應(yīng)力點(diǎn)也會(huì)隨之發(fā)生改變，有原本模具上方短邊外部邊緣的中心點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樯喜績(jī)?nèi)圓角的中心點(diǎn)，使得模具內(nèi)圓角位置應(yīng)力的增幅相對(duì)較大。在一些極端的情況下，增高幅能夠達(dá)到38%以上。由于澆注口的位置偏離了模具中心時(shí)，模具上方最大的應(yīng)力就會(huì)增加。因此，當(dāng)澆注的速度相對(duì)較小時(shí)，模具上最大應(yīng)力的增幅相對(duì)較大；反之，則增幅較小?；诖耍诩訅鸿T造鋁合金輪轂的過(guò)程中，如果澆注速度相對(duì)偏小，可以將澆注口設(shè)定在模具中心點(diǎn)的位置，以此來(lái)減少模具上方的最大應(yīng)力，使模具的壽命能夠由此得到提升。此外，現(xiàn)行的加壓鑄造技術(shù)整體設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，造價(jià)成本偏低，且本身能夠被技術(shù)改造的可能性也比較大，這也使得該項(xiàng)加壓鑄造技術(shù)在鋁合金輪轂制造中得到了廣泛的而應(yīng)用。

3 結(jié)論

總而言之，在制造業(yè)迅猛發(fā)展，汽車需求量不斷增加的今天，人們對(duì)鋁合金輪轂這一汽車中重要零部件的關(guān)注度也在不斷提升，汽車中的鋁合金輪轂也在逐步朝著輕量化、高強(qiáng)度、美觀化和大直徑的方向逐步發(fā)展。在鋁合金輪轂不斷發(fā)展的過(guò)程中，對(duì)其生產(chǎn)制造工藝的研究也提出了更多的要求。因此，為了能夠進(jìn)一步的保障鋁合金輪轂的制造質(zhì)量，滿足汽車制造行業(yè)對(duì)于鋁合金輪轂質(zhì)量的制作要求，對(duì)鋁合金輪轂的加壓鑄造技術(shù)展開(kāi)細(xì)致的研究，也成為未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，汽車制造行業(yè)必須要認(rèn)真對(duì)待和執(zhí)行的問(wèn)題。