技术领域
[0001] 本
发明属于有色金属
冶金领域的
铝合金车轮制造，涉及一种锻造铝合金车轮轮辋
挤压成形方法。
背景技术
[0002]
汽车铝合金车轮的制造工艺有
铸造、锻造和铸造旋压等。目前，中国已成为世界最大的铝合金车轮制造基地，制造的铝合金车轮在满足国内需求的同时，还大量出口国外，是世界第一铝合金车轮出口国家。
[0003] 但是，铝合金车轮制造工艺
水平距世界领先水平仍然存在差距，虽然能够生产锻造铝合金车轮，但轮辋由旋压而成，容易残留旋压过程中的
缺陷，车轮使用过程中轮辋开裂漏气问题频发，不能满足
卡车或客车对高性能锻造铝合金车轮的需求。
[0004] 因此，研究与开发一种锻造铝合金车轮轮辋直接锻造成形的方法非常必要，以提高锻造铝合金车轮轮辋的
质量，满足卡车或客车对高性能锻造铝合金车轮的需求，提高我国铝合金车轮制造行业的技术水平。
[0006] 1、一种复合挤压镁合金
轮毂的方法（CN 201610054754.4），复合挤压模具的上凸模和凹模活动镶接，预制桶形状的轮毂，活动置于上凸模和下凸模之间，且置于凹模内，下凸模通过
定位轴和凹模活动连接，顶轴固定设置在下凸模底部，且和凹模下中部活动连接。胀形模具的上凸模和镶
块活动镶接，复合挤压成形的轮毂活动置于上凸模、下凸模和镶块之间，镶块活动置于凹模套内，且通过销轴、
弹簧和垫板连接，下凸模固定在垫板上，推板活动置于模座内，且通过定位轴和镶块活动连接，推板底中部固定设置顶轴。
[0007] 2、一种汽车轮毂挤压成形方法（CN 200810211760.1），扩口工序采用上下双凸模结构与凹模配合，使上下轮缘及轮辋一次扩口成形。凹模采用分体式凹模，对胀形进行约束。扩口工序采用无凹模约束扩口模具，一次扩口成形轮辋中部过渡较平缓时的轮辋。其扩口模具主要包括上凸模、下凸模、分体凹模、凹模板、
固定板、垫板、内顶杆、外顶杆、顶板、大顶杆、下模座、限位螺钉、弹簧及紧固螺钉；各分体凹模通过斜滑槽安装在凹模板内；凹模板通过限位螺钉、弹簧安装在下模座，受
力时可以上下移动；下凸模通过垫板用紧固螺钉固定于下模座上；上凸模与分体凹模的上口部配合成形轮辋的上轮缘，下凸模与分体凹模的下部配合成形轮辋及轮辋的下轮缘；内顶杆穿过垫板、下凸模和挤压件
接触与顶板和大顶杆一起组成挤压件的顶出机构，外顶杆穿过垫板、固定板与分体凹模接触和顶板及大顶杆一起组成分体凹模的顶出机构。分体凹模为4个凹模镶块构成，分别通过斜滑槽 与凹模板连接，合模时，组成凹模型腔。
[0008] 3、固态
热挤压镁合金轮毂的成形装置及其成形方法（CN 200510010214.8），其成形装置它包括上模板、凸模、 凸模固定板、
压板、下模板、凹模、
支撑块、凹模垫板、导柱、导套，凸模的上端嵌在凸模固定板内，凸模固定板与上模板用螺钉固定连接，压板下方的支撑块坐落在凹模垫板上，凹模垫板放置在下模板上，压板、支撑块、凹模垫板和下模板用螺钉固定连接成一体，导柱的上端置于导套的下部中，导套的上端与上模板的下端固定连接，导柱的下端固定在下模板上，模具型腔分为左半模和右半模，顶出杆上设有销轴。
[0009] 4、轻合金整体
模锻挤压汽车轮毂成型工艺及模具（CN 201110148767.5），其成型模具包括预成型模和成型模。预成型模包括位于上面的上压头模芯，位于下面的下压头模芯，位于外周的凹模滑块和与凹模滑块配合的凹模座套；成型模具包括位于下面的上模芯、位于上面的下模芯和位于外周的二个以上成型哈夫。所述上压头模芯外围尺寸为轮毂上端面外径尺寸，并设有轮毂的中心孔、条幅以及连结外径周圆的所有几何形状；上压头模芯的外径与由凹模滑块组成的凹模模腔内径之间为能够上下移动的配合。所述下压头模芯外径为锥形喇叭状，其下端部最大直径不大于上压头模芯上端的直径，并与凹模滑块形成的凹模模腔配合，两者之间留有成型件的厚度和高度的余量；所述下模芯上端面设有轮毂安装面的所有几何形状尺寸及中心孔，中间设有顶出压头。
[0010] 经过分析，以上专利内容与本专利
申请技术方案均存在较大不同。
发明内容
[0011] 本发明的目的是为了解决目前锻造铝合金车轮使用过程中所存在的轮辋开裂漏气问题，提供一种锻造铝合金车轮轮辋挤压成形方法。有效地提高锻造铝合金车轮轮辋的质量，满足卡车或客车对高性能锻造铝合金车轮的需求。
[0012] 本发明的技术方案如下：一种锻造铝合金车轮轮辋挤压成形方法，是将加热后的锻造铝合金车轮初锻毛坯放入下模座内，合模时首先上模整体向下运动，定位销落入定位套内，起到定位和导向作用。上模整体继续向下运动，压块与初锻毛坯接触，上模安装板接着向下运动
压缩弹簧，压块压牢初锻毛坯。上模继续向下运动，4个扩口定位块与下模座上端斜面接触，在下模座上端两段不同
角度斜面的导向下，4个扩口定位块绕销轴旋转，逐渐合模，形成封闭的轮辋外侧形腔。
在4个扩口定位块逐渐合模的同时，扩口块与初锻毛坯的轮辋上端面接触，随着上模继续向下运动，扩口块不断向外挤压轮辋。4个扩口定位块合模后不再向下运动，但扩口块在上模安装板的带动下继续向下运动向外挤压轮辋，直至轮辋完全贴合扩口块与扩口定位块的形腔表面，上、下模完全合模。在扩口块向外挤压轮辋的同时，上模安装板带动上顶杆向下运动，冲头与初锻毛坯的中心接触，冲头继续向下运动，在冲头与冲孔块的剪切力作用下，初锻毛坯的中心孔被冲出。轮辋挤压成形完成，挤压出锻造铝合金车轮终锻毛坯。
[0013] 开模时，首先上模安装板带动扩口块向上运动，扩口块与终锻毛坯分离。当定位块拉板与4个扩口定位块接触后，开始向上拉起扩口定位块，使得扩口定位块绕销轴旋转，逐渐开模。上模继续向上运动，当托板与定位块安装板接触后，开始向上托起定位块安装板，从而带动4个扩口定位块一起向上运动。随着上模向上运动，弹簧逐渐伸长，当上模安装板与导向杆接触后，拉动压块向上运动，整个上模完全与终锻毛坯分离，上模整体继续向上运动，实现开模。
[0014] 下顶料器向上顶起顶料板，带动顶料杆和顶料环向上运动，从而顶出终锻毛坯，使终锻毛坯轮辋高于下模座，方便取出终锻毛坯，锻造铝合金车轮轮辋挤压成形工序完成。将终锻毛坯转入后序工序，经
热处理、
机械加工等工序，最终加工为锻造铝合金车轮成品。
[0015] 所述轮辋挤压成形模具主要包括下
底板、下模安装板、支撑板、下模座安装板、下模座、压块、扩口定位块、扩口块、弹簧、上模安装板、上顶板、导向杆、上顶杆、上顶杆压板、拉杆、定位块安装板、托板、定位块安装块、销轴、定位块拉板、定位销、冲头、顶料环、顶料杆、定位套、冲孔块、顶料板、下顶料器。轮辋挤压成形模具合模时，首先上模整体向下运动，当压块与初锻毛坯接触后，压块不再向下运动；当扩口定位块与下模座上端斜面接触后，在两段不同角度斜面的导向下，扩口定位块绕销轴旋转，逐渐合模，形成封闭的轮辋外侧形腔，扩口定位块不再向下运动；在扩口定位块逐渐合模的同时，扩口块不断向下运动向外挤压轮辋，直至轮辋完全贴合扩口块与扩口定位块的形腔表面，实现合模。轮辋挤压成形模具开模时，首先上模安装板带动扩口块向上运动，扩口块与终锻毛坯分离；当定位块拉板与扩口定位块接触后，开始向上拉起扩口定位块，使得扩口定位块绕销轴旋转，逐渐开模；当托板与定位块安装板接触后，开始向上托起定位块安装板，带动扩口定位块一起向上运动；当上模安装板与导向杆接触后，拉动压块向上运动，整个上模完全与终锻毛坯分离，实现开模。
[0016] 所述轮辋挤压成形模具托板固定于拉杆中部，定位块拉板固定于拉杆下端。当处于开模状态时，托板托起定位块安装板，通过拉杆，扩口定位块吊在上模安装板下方；定位块拉板通过拉杆向上拉起扩口定位块的外侧支撑台，使扩口定位块处于张开状态。当处于合模状态时，扩口定位块在下模座上端斜面的作用下，处于闭合状态，定位块拉板与扩口定位块分离，托板与定位块安装板分离。
[0017] 所述锻造铝合金车轮初锻毛坯的加热
温度范围为400 480℃。~
[0018] 所述锻造铝合金车轮终锻毛坯的挤压成形后温度大于350℃。
[0019] 本发明与
现有技术相比具有以下优点：本发明解决了当前锻造铝合金车轮轮辋旋压残留缺陷的问题，本发明采用挤压成形方法，制造锻造铝合金车轮轮辋，轮辋内部晶粒细小、组织致密，金属
流线合理，不易出现轮辋开裂漏气问题，满足了卡车或客车对高性能锻造铝合金车轮的需求。同时，本发明所采用的锻造铝合金车轮轮辋挤压成形方法无需对现有锻造设备进行改造，结构简单易行，资金投入较小。
附图说明
[0020] 图1是本发明的轮辋挤压成形工艺及其模具示意图。
[0021] 图2是轮辋挤压成形前的锻造铝合金车轮初锻毛坯示意图。
[0022] 图3是采用本发明的成形方法的锻造铝合金车轮终锻毛坯示意图。
[0023] 图中：1、下底板，2、下模安装板，3、支撑板，4、下模座安装板，5、下模座，6、终锻毛坯，7、压块，8、扩口定位块，9、扩口块，10、弹簧，11、上模安装板，12、上顶板，13、导向杆，14、上顶杆，15、上顶杆压板，16、拉杆，17、定位块安装板，18、托板，19、定位块安装块，20、销轴，21、定位块拉板，22、定位销，23、冲头，24、初锻毛坯，25、顶料环，26、顶料杆，27、定位套，28、冲孔块，29、顶料板，30、下顶料器。
具体实施方式
[0024] 以下结合附图就具体实施方式进行详细说明。
[0025] 如附图1所示，为本发明的轮辋挤压成形工艺及其模具示意图。
[0026] 如附图1所示轮辋挤压成形模具，主要包括下底板1、下模安装板2、支撑板3、下模座安装板4、下模座5、压块7、扩口定位块8、扩口块9、弹簧10、上模安装板11、上顶板12、导向杆13、上顶杆14、上顶杆压板15、拉杆16、定位块安装板17、托板18、定位块安装块19、销轴20、定位块拉板21、定位销22、冲头23、顶料环25、顶料杆26、定位套27、冲孔块28、顶料板29、下顶料器30。其中托板18固定于拉杆16中部，定位块拉板21固定于拉杆16下端。当处于开模状态时，托板18托起定位块安装板17，通过拉杆16，扩口定位块8吊在上模安装板11下方；定位块拉板21通过拉杆16向上拉起扩口定位块8的外侧支撑台，使扩口定位块8处于张开状态。当处于合模状态时，扩口定位块8在下模座5上端斜面的作用下，处于闭合状态，定位块拉板21与扩口定位块8分离，托板18与定位块安装板17分离。
[0027] 将如附图2所示的加热至400 480℃的锻造铝合金车轮初锻毛坯24放入下模座5~内，上模整体向下运动，定位销22落入定位套27内，起到定位和导向作用。上模整体继续向下运动，压块7与初锻毛坯24接触，上模安装板11接着向下运动压缩弹簧10，压块7压牢初锻毛坯24。上模继续向下运动，4个扩口定位块8与下模座5上端斜面接触，在下模座5上端两段不同角度斜面的导向下，4个扩口定位块8绕销轴20旋转，逐渐合模，形成封闭的轮辋外侧形腔。在4个扩口定位块8逐渐合模的同时，扩口块9与初锻毛坯24的轮辋上端面接触，随着上模继续向下运动，扩口块9不断向外挤压轮辋。4个扩口定位块8合模后不再向下运动，但扩口块9在上模安装板11的带动下继续向下运动向外挤压轮辋，直至轮辋完全贴合扩口块9与扩口定位块8的形腔表面，上、下模完全合模。在扩口块9向外挤压轮辋的同时，上模安装板
11带动上顶杆14向下运动，冲头23与初锻毛坯24的中心接触，冲头23继续向下运动，在冲头
23与冲孔块28的剪切力作用下，初锻毛坯24的中心孔被冲出。轮辋挤压成形完成，挤压出锻造铝合金车轮终锻毛坯6，如附图3所示。
[0028] 然后上模安装板11带动扩口块9向上运动，扩口块9与终锻毛坯6分离。当定位块拉板21与4个扩口定位块8接触后，开始向上拉起扩口定位块8，使得扩口定位块8绕销轴20旋转，逐渐开模。上模继续向上运动，当托板18与定位块安装板17接触后，开始向上托起定位块安装板17，从而带动4个扩口定位块8一起向上运动。随着上模向上运动，弹簧10逐渐伸长，当上模安装板11与导向杆13接触后，拉动压块7向上运动，整个上模完全与终锻毛坯6分离，上模整体继续向上运动，实现开模。
[0029] 最后下顶料器30向上顶起顶料板29，带动顶料杆26和顶料环25向上运动，从而顶出终锻毛坯6，使终锻毛坯6轮辋高于下模座5，方便取出终锻毛坯6，锻造铝合金车轮轮辋挤压成形工序完成。将如附图3所示的终锻毛坯6转入后序工序，经热处理、机械加工等工序，最终加工为锻造铝合金车轮成品。
[0030] 本
实施例未详细叙述的技术内容为现有技术。
