行之知识产权综合服务平台

技术领域

本发明涉及锻造领域，尤其是一种镁合金汽车轮毂锻造方法。

背景技术

镁合金材料具有重量轻、比强度高、弹性模量佳、吸震减振好、能全部回收利用的 特点，采用镁合金材料制造汽车轮毂是继铝合金材料后最佳的轮毂材料，能提高汽车的操 控性能、加速性能和制动性能，且能省油10％至14％；镁合金材料的晶粒粗大且晶格呈六角 方形排列，在常温下晶粒位错滑移度很低，难以塑性变形；在高温塑性变形时，变形温变范 围较窄，且对变形速率、变形速度的控制要求十分敏感；用传统的成型工艺生产镁合金汽车 轮毂，上海交大轻合金研究所的低压铸造法，又如中北大学的先铸后锻二步法，虽然生产效 率较高，但是存在镁合金汽车轮毂组织不够致密和成份不够均匀、机械强度较低的不足；因 此，设计一种生产效率较高，且镁合金汽车轮毂组织致密和成份均匀、机械强度较高的镁合 金汽车轮毂锻造方法，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前用传统的成型工艺生产镁合金汽车轮毂，虽然生产 效率较高，但是存在镁合金汽车轮毂组织不够致密和成份不够均匀、机械强度较低的不足， 提供一种生产效率较高，且镁合金汽车轮毂组织致密和成份均匀、机械强度较高的镁合金 汽车轮毂锻造方法。

本发明的具体技术方案是：

一种镁合金汽车轮毂锻造方法，步骤一，将镁合金棒料在加热炉中加热，加热温度控制 在320℃至450℃；步骤二，对镁合金棒料进行预锻，将镁合金棒料从加热炉中取出通过转位 装置转位到预锻模中，启动第一个液压锻造机将镁合金棒料锻成盘状坯料；步骤三，对盘状 坯料进行初成型锻，将盘状坯料通过转位装置转位到初成型模中加热，加热温度控制在320 ℃至450℃，启动第二个液压锻造机将盘状坯料锻成初成型轮毂；步骤四，对初成型轮毂进 行精成型锻，将初成型轮毂通过转位装置转位到精成型模中加热，加热温度控制在320℃至 450℃，启动第三个液压锻造机将初成型轮毂锻成精成型轮毂；步骤五，对精成型轮毂进行 精整型锻，将精成型轮毂通过转位装置转位到精整型模中加热，加热温度控制在320℃至 450℃，启动第四个液压锻造机将精成型轮毂锻成精整型轮毂；步骤六，精整型轮毂通过转 位装置转位到转接台加热，加热温度控制在320℃至450℃；步骤七，对精整型轮毂进行轮辋 挤压定型，将精整型轮毂通过转位装置转位到镁合金汽车轮毂成型装置上进行轮辋挤压定 型完成镁合金汽车轮毂的锻造。镁合金汽车轮毂成型装置的结构可从中国专利号 CN201510125098.8的发明公开的一种镁合金汽车轮毂成型装置及成型工艺获得了解；该镁 合金汽车轮毂锻造方法，在锻造过程中通过加热炉对镁合金棒料、初成型模对盘状坯料、精 成型模对初成型轮毂、精整型模对精成型轮毂和转接台对精整型轮毂进行加热，并通过多 个转位装置进行转位，缩短了锻造时间，生产效率较高，且镁合金汽车轮毂组织致密和成份 均匀、机械强度较高。

作为优选，步骤三所述的对盘状坯料进行初成型锻，包括初成型轮毂条幅、安装 盘、轮毂上端面及初成型轮辋；步骤四所述的对初成型轮毂坯件进行精成型锻，包括精锻轮 毂条幅、安装盘及轮毂中心定位孔、精成型轮辋；步骤五所述的对精成型轮毂坯件进行精整 型锻，包括轮毂中心定位孔的精冲，轮毂外形的精整形处理，切除精成型轮毂坯件遗留的毛 边废料。通过步骤二、步骤三、步骤四和步骤五小变形量多步锻造，步骤七对精整型轮毂进 行轮辋挤压定型，满足了镁合金汽车轮毂锻造对变形速率、变形速度的控制要求十分敏感 的要求。

作为优选，所述的加热炉为恒温恒压隧道炉。使镁合金棒料受热均匀，避免产生过 烧或外热内冷。

作为优选，所述的精成型模包括：设有上型面的动模，设有下型面的定模，两个相 对面分别设有半圆形侧型面且各通过至少一个导轨与定模滑动连接的侧模，两个侧模油 缸，恒温加热装置，顶料装置和退料装置；两个侧模油缸的活塞杆与两个侧模一一对应连 接。预锻模、初成型模和精整型模的结构与精成型模相同；初成型模通过恒温加热装置恒温 加热，使初成型轮毂在设定温度范围精成型锻，精成型锻后的精成型轮毂组织致密和成份 均匀；侧模在侧模油缸带动下运动方便灵活。

作为优选，所述的顶料装置包括：定模设有的支承沉孔和上端与支承沉孔连通的 顶杆孔，位于顶杆孔中的顶杆，位于支承沉孔中且与顶杆上端连接的顶头，顶料油缸；顶料 油缸的活塞杆与顶杆下端连接。顶料装置使精成型锻后的精成型轮毂方便顶出且利于转位 设备抓拿。

作为优选，所述的退料装置包括：设于动模中的退料孔，位于退料孔中的退料杆， 退料油缸；退料油缸的活塞杆与退料杆上端连接。退料装置使精成型锻后的精成型轮毂方 便顶出且利于转位设备抓拿。

作为优选，所述的恒温加热装置包括：设于定模中的电加热器，设有测量端插入定 模中的热电偶的温度控制仪，包覆于定模侧围的隔热层。恒温加热装置简单实用，隔热层提 高保温效果和安全性。

作为优选，所述的转位装置为设有气爪的机器人或设有气爪的机械手；气爪的爪 脚设有隔热层。通用件，转位方便实用；隔热层提高保温效果和安全性。

作为优选，所述的转接台包括：台体，设于台体中的电加热器，设有测量端插入台 体中的热电偶的温度控制仪，包覆于台体侧围的隔热层。转接台结构简单实用。

作为优选，所述的液压锻造机设有变形速度和变形速率控制系统。可以更好控制 锻造过程中的变形量。变形速度和变形速率的设定方法可从中国专利号CN201110279996.0 的发明公开的一种高温合金锻造液压机应变速率的设定方法获得了解。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该镁合金汽车轮毂锻造方法，在锻造过程 中通过加热炉对镁合金棒料、初成型模对盘状坯料、精成型模对初成型轮毂、精整型模对精 成型轮毂和转接台对精整型轮毂进行加热，并通过多个转位装置进行转位，缩短了锻造时 间，生产效率较高，且镁合金汽车轮毂组织致密和成份均匀、机械强度较高。通过步骤二、步 骤三、步骤四和步骤五小变形量多步锻造，步骤七对精整型轮毂进行轮辋挤压定型，满足了 镁合金汽车轮毂锻造对变形速率、变形速度的控制要求十分敏感的要求。加热炉为恒温恒 压隧道炉，使镁合金棒料受热均匀，避免产生过烧或外热内冷。精成型模通过恒温加热装置 恒温加热，使初成型轮毂在设定温度范围精成型锻，精成型锻后的精成型轮毂组织致密和 成份均匀；侧模在侧模油缸带动下运动方便灵活。顶料装置和退料装置使精成型锻后的精 成型轮毂方便顶出且利于转位设备抓拿。转位装置为设有气爪的机器人或设有气爪的机械 手，气爪的爪脚设有隔热层，通用件，转位方便实用；隔热层提高保温效果和安全性。转接台 结构简单实用。液压锻造机设有变形速度和变形速率控制系统。可以更好控制锻造过程中 的变形量。

附图说明

图1是盘状坯料、初成型轮毂、精成型轮毂、精整型轮毂和轮辋挤压定型完成的镁 合金汽车轮毂的分步结构示意图；

图2是镁合金汽车轮毂的外形图；

图3是初成型模的结构示意图；

图4是转接台的结构示意图。

图中：盘状坯料1、初成型轮毂2、精成型轮毂3、精整型轮毂4、镁合金汽车轮毂5、轮 毂条幅6、安装盘7、轮辋8、轮毂中心定位孔9、上型面10、动模11、下型面12、定模13、半圆形 侧型面14、导轨15、侧模16、侧模油缸17、支承沉孔18、顶杆孔19、顶杆20、顶头21、顶料油缸 22、退料孔23、退料杆24、退料油缸25、电加热器26、热电偶27、温度控制仪28、隔热层29、台 体30。

具体实施方式

下面结合附图所示对本发明进行进一步描述。

如附图1所示：一种镁合金汽车轮毂锻造方法，步骤一，将镁合金棒料在加热炉中 加热，加热温度控制在390℃至420℃；步骤二，对镁合金棒料进行预锻，将镁合金棒料从加 热炉中取出通过转位装置转位到预锻模中，启动第一个液压锻造机将镁合金棒料锻成盘状 坯料1；步骤三，对盘状坯料进行初成型锻，将盘状坯料通过转位装置转位到初成型模中加 热，加热温度控制在390℃至420℃，启动第二个液压锻造机将盘状坯料锻成初成型轮毂2； 步骤四，对初成型轮毂进行精成型锻，将初成型轮毂通过转位装置转位到精成型模中加热， 加热温度控制在390℃至420℃，启动第三个液压锻造机将初成型轮毂锻成精成型轮毂3；步 骤五，对精成型轮毂进行精整型锻，将精成型轮毂通过转位装置转位到精整型模中加热，加 热温度控制在390℃至420℃，启动第四个液压锻造机将精成型轮毂锻成精整型轮毂4；步骤 六，精整型轮毂通过转位装置转位到转接台加热，加热温度控制在390℃至420℃；步骤七， 对精整型轮毂进行轮辋挤压定型，将精整型轮毂通过转位装置转位到镁合金汽车轮毂成型 装置上进行轮辋挤压定型完成镁合金汽车轮毂5的锻造。

步骤三所述的对盘状坯料进行初成型锻，包括初成型轮毂条幅6、安装盘7、轮毂上 端面及初成型轮辋8；步骤四所述的对初成型轮毂坯件进行精成型锻，包括精锻轮毂条幅、 安装盘及轮毂中心定位孔9、精成型轮辋；步骤五所述的对精成型轮毂坯件进行精整型锻， 包括轮毂中心定位孔的精冲，轮毂外形的精整形处理，切除精成型轮毂坯件遗留的毛边废 料。

所述的加热炉为恒温恒压隧道炉。

所述的精成型模包括：设有上型面10的动模11，设有下型面12的定模13，两个相对 面分别设有半圆形侧型面14且各通过两个导轨15与定模滑动连接的侧模16，两个侧模油缸 17，恒温加热装置，顶料装置和退料装置；两个侧模油缸的活塞杆与两个侧模一一对应连 接。预锻模、初成型模和精整型模的结构与精成型模相同。

所述的顶料装置包括：定模设有的支承沉孔18和上端与支承沉孔连通的顶杆孔 19，位于顶杆孔中的顶杆20，位于支承沉孔中且与顶杆上端连接的顶头21，顶料油缸22；顶 料油缸的活塞杆与顶杆下端连接。

所述的退料装置包括：设于动模中的退料孔23，位于退料孔中的退料杆24，退料油 缸25；退料油缸的活塞杆与退料杆上端连接。

所述的恒温加热装置包括：设于定模中的电加热器26，设有测量端插入定模中的 热电偶27的温度控制仪28，包覆于定模侧围的隔热层29。

所述的转位装置为设有气爪的机器人或设有气爪的机械手；气爪的爪脚设有隔热 层。

所述的转接台包括：台体30，设于台体中的电加热器，设有测量端插入台体中的热 电偶的温度控制仪，包覆于台体侧围的隔热层。

所述的液压锻造机设有变形速度和变形速率控制系统。

本发明的有益效果是：该镁合金汽车轮毂锻造方法，在锻造过程中通过加热炉对 镁合金棒料、初成型模对盘状坯料、精成型模对初成型轮毂、精整型模对精成型轮毂和转接 台对精整型轮毂进行加热，并通过多个转位装置进行转位，缩短了锻造时间，生产效率较 高，且镁合金汽车轮毂组织致密和成份均匀、机械强度较高。通过步骤二、步骤三、步骤四和 步骤五小变形量多步锻造，步骤七对精整型轮毂进行轮辋挤压定型，满足了镁合金汽车轮 毂锻造对变形速率、变形速度的控制要求十分敏感的要求。加热炉为恒温恒压隧道炉，使镁 合金棒料受热均匀，避免产生过烧或外热内冷。精成型模通过恒温加热装置恒温加热，使初 成型轮毂在设定温度范围精成型锻，精成型锻后的精成型轮毂组织致密和成份均匀；侧模 在侧模油缸带动下运动方便灵活。顶料装置和退料装置使精成型锻后的精成型轮毂方便顶 出且利于转位设备抓拿。转位装置为设有气爪的机器人或设有气爪的机械手，气爪的爪脚 设有隔热层，通用件，转位方便实用；隔热层提高保温效果和安全性。转接台结构简单实用。 液压锻造机设有变形速度和变形速率控制系统。可以更好控制锻造过程中的变形量。

本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为 脱离本发明的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利 要求的范围之内。