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国家科学技术奖公示-大尺寸铝合金车轮成型关键技术及应用
来源:科学技术研究院 | 作者:chinacaw | 发布时间: 2019-02-17 | 837 次浏览 | 分享到:

汽车车轮以铝代钢,可实现车轮减重30~50%,整车降低油耗7~13%、减少排放4~6%。传?#36710;?#21387;铸造成型技术成功解决了乘用车用?#34892;?#23610;寸(14″~17″)铝合金车轮安全可靠、大批量、低成本问题。但是?#26434;?#20056;用车用大尺寸(18″~22″)铝合金车轮,由于传?#36710;?#21387;铸造铝合金车轮本体强?#32676;统?#20987;韧性低,安全可靠性差,只能采用锻造或锻造+旋压等技术成型,成本高,难以推广。随着大尺寸车轮快速普及,高性能与低成本之间矛盾日益突出。大尺寸车轮采用低压铸造成型的难点在于,轮辐轮心部位冷却速?#23454;?#23548;致晶粒粗大、补缩困难导致缩孔缩松缺陷和批量生产时的缺陷在线检测与控制、实现大结晶压力补缩技术以及成型装备和大批量生产线等问题。

20028月以来,在国家863项目和企业项目支持下,解决了乘用车用大尺寸铝合金车轮成型技术及应用问题,主要创新点如下:

1、大尺寸车轮的本体细晶化技术针对车轮本体细晶化难题,攻克了顺序凝固原则下快速冷却技术,实现了快速顺序凝固;发明了新型高形?#22235;?#21147;晶粒细化?#31890;?#22686;强了细晶形成能力;发展了轮缘温度场均匀化技术,减少了轮缘变形和飞边,实现了铸态直接旋压加工;使得车轮轮缘、轮辐、轮心各部位的整体组织细化和强韧化,其中轮辐晶粒细化程度提高59~80%,?#30001;?#29575;提高40~200%,冲击韧性提高110~150%

2、大尺寸车轮的大结晶压力补缩技术。针对车轮本体致密化难题,提出了按模具状态加压新思路,发明了新型炉衬结构及快开炉门结构的熔池式铝液保温炉,实现了高压补缩凝固,减少了缩孔缩松缺陷,车轮本体密?#35748;?#33879;提高。保压压力增大到0.3MPa轮辐轮心孔隙率降低55%以上,?#30001;?#29575;提高90%以上,抗拉强度平均提高10%以上。

3、大尺寸车轮成型装备及大批量生产线。针对大批量生产条件下的工艺稳定性问题,通过研发大尺寸车轮成型装备和缺陷在线检测与控制技术、发明取放过滤网机械手和模具快速测温技术等,建成了大尺寸车轮成型用新型低压铸造大批量生产线,实现了大尺寸铝合金车轮大批量稳定生产,单台装备平均生产效率提高90%以上,1人操作1台铸造机发展到1人操作12台铸造机

通过上述材料-工艺-装备与生产线等方面关键技术的突破,成功解决了大尺寸铝合金车轮高性能、安全可靠与大批量低成本难题。获中国发明专利26项、美国发明专利6项、软件著作权5项。经专家评价:该项目水平整体居国际先进,其中铝合金车轮快速顺序凝固技术、大结晶压力技术及应用在同行业居国际领?#20154;?#24179;

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