浅析汽车轻量化铝合金轮毂的生产工艺
摘要：车轮作为汽车中唯一有严格外观要求的结构件，即要求美观又要求安全。随着铝合金轮毂在大陆三十多年的发展，铝合金轮毂的生产工艺流程更成熟，过程控制更精准。低压铸造的铝合金轮毂的生产工艺，主要分为：热加工、冷加工、表面处理、包装四个主要生产工序。
Abstract:Astheonlystructuralpartofthecar,thewheelshavestrictappearancerequirements,thatis,itisbeautifulandsafe.Withthedevelopmentofaluminumalloywheelsonthemainlandformorethan30years,theproductionprocessofaluminumalloywheelsismorematureandprocesscontrolismoreaccurate.Theproductionprocessoflow-pressurecastaluminumalloywheelsismainlydividedintofourmainproductionprocesses:heatprocessing,coldprocessing,surfacetreatment,andpackaging.
关键词：铝合金轮毂、工艺流程、热加工、冷加工、表面处理
Keywords:aluminumalloywheels,processprocesses,heatprocessing,coldprocessing,surfacetreatment
引言：
目前汽车市场的轮毂主要为钢制轮毂和铝合金轮毂，对比钢制车轮，铝合金车轮具有明显的优势。铝合金轮毂主要体现重量轻，惯性小，精度高、散热快、节约能耗等。中国的铝合金轮毂起步时间可以追溯到年，经过三十多年的发展和多家企业的技术创新，中国铝合金轮毂已经占据较大的全球市场份额。当前我国的铝合金轮毂制造技术日益完善，已经有成熟的产业链和技术标准，得到了全球汽车厂家的普遍认可。铝合金轮毂主要分为铸造，锻造和铸旋三种工艺，根据客户的要求不同，成型方式略有差异，本位主要介绍一下低压铸造的铝合金轮毂的生产工艺，主要分为：热加工、冷加工、表面处理、包装四个主要生产工序。
一、轻质铝合金轮毂的热加工工艺过程。
热加工是铝合金轮毂的成型加工过程，是将固态的原材料熔化再成型后加工成铝合金轮毂毛坯。A合金大约在℃是开始熔化，到℃基本全部熔化，因为大约℃时铝合金液发生了结构变化，最近的原子间距变小，配位数减少，原子排列的有序度和方式发生了变化，熔体中空位增加，自由体积增大，而在℃后则继续变化，且温度越高变化越大。因此铝合金轮毂铸造的熔炼及滤液温度控制在℃以内。
1.1熔炼工艺过程，熔炼工艺是热加工的第一步，是将固态的铝合金原材料经过加热和处理，为铸造工序提供合格的铝液，低压铸造铝合金车轮生产用铝锭合金型号：A.2，其属于AL-Si系合金；具有优良的铸造性能和机加工性能，经变质处理和热处理后，具有良好的力学性能；生产通过加料小车将铝锭加入熔化炉中进行熔化。其包括5个子过程：铝锭熔化、铝液精炼、铝液静置、变质除气、铝液检查。确认无误后用容器将滤液转送至压铸工序。
1.2铝合金轮毂制造方法主要有重力铸造法、低压铸造法、锻造法、铸旋法、消失模铸造法以及挤压铸造法。由于低压铸造法工艺成熟，生产率较高高，综合成本较低，铸件质量较好等优点，目前世界上80%以上的轮毂都采用低压铸造方法制造。低压工艺充型速度平稳，使其组织致密，从而提高了机械性能。铸造工艺过程，其包括3个子过程：低压铸造、毛坯检查、X光检查。铸造工序是将滤液通过模具充型和冷却，重新变回到固态。经过X光检测，将合格的产品转移到热处理工序。
1.3目前铝合金车轮采用连续热处理方式，热处理是通过在固态下改变金属材料内部组织以达到改变其性能为目的。A合金是AlSiMg系合金，它具有可进行热处理强化的条件，强化相是Mg2Si。采用传统的T6热处理工艺，即固溶处理（淬火）+完全人工时效处理，对于铝车轮热处理时效温度一般在约℃范围，保温时间约4h，获得较高的强度和硬度以及机械加工性能。其包括4个子过程：固溶处理、淬火处理、时效处理和机械性能检查。热处理合格的产品将离开热加工工序，转移至冷加工工序。
二、轻质铝合金轮毂的冷加工工艺过程。
铝合金的冷加工与其他金属切削一样，根据零件图样及工艺要求等原始条件，编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系统，以控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。冷加工工序是将热加工后的成品进行装配面的尺寸精加工，确保轮毂的装配精度和工艺的尺寸、重量、结构的要求。冷加工工艺过程，包括8个子过程：车削加工、去毛刺、辅助检测等。
2.1车削加工是利用数控车床将铝合金轮毂的毛坯进行多余的材料去除，达到装配的尺寸要求和重量要求。CNC1主要完成内轮缘、内外轮辋、轮辐背腔和中心孔部分尺寸加工。CNC2主要完成外轮缘、帽口和正面部分尺寸加工。CNC3主要完成螺栓孔、气门孔和装饰孔等孔类尺寸加工。经过机加工后，会出现一些铸造和机加工缺陷，如夹渣、缩松、未加工到等缺陷，后续检查工位会进行检查。
2.2毛刺是在数控机床加工过程中的出刀位置出现挤压尖点，外形如锯齿状，如果不去除在转运过程中会出现对人提的割伤，对设备或是轮胎的割伤，还有就是长期在暴露的环境中造成轮毂表面的腐蚀等风险。传统的铝合金轮毂制造商一直以来都是人工进行毛刺的去除。随着科技的进步，目前多家铝合金生产商已经引进了自动去毛刺设备，极大的提升了劳动效率。
2.3毛刺去除后需要进行辅助检查，检查合格后才能转到下一工序。辅助检查主要包括：尺寸检查、气密检查、平衡检查。尺寸检查：依据尺寸检查指导书要求，进行产品尺寸检查；保证关键尺寸满足图纸要求。密检查：使用浓度为6-15%氦气，对车轮在特定条件下轮辋密封性进行%检查，保证车辆行驶中不漏气。平衡检查：产品机加工后使用全自动平衡检测仪，进行产品%平衡检查。
三、表面处理
表面处理是将冷加工后的合格毛坯进行钝化处理后喷涂不同颜色的色漆，达到客户要求的防腐和美观等级，为汽车增加更多、更炫丽的表面色彩。表面处理主要包括：预处理、涂料喷涂、外观检查等。
3.1通过预处理清洗，使产品表面形成一层薄的，具有良好物理吸附及化学吸附性能的钝化膜，增加铝基体和涂膜的结合力，在喷涂完成后，具有良好的附着力和防腐性能。此过程生产控制结果将直接影响最终产品漆膜性能。预处理工序是一个较大的处理系统，举例国内某个预处理设备包括14个清洗槽子过程，每一个清洗槽过程都有不同的清洗作用。
3.2产品经过预处理后将进行涂料喷涂。涂料喷涂分为粉末喷涂和油漆喷涂，目前此两种喷涂方式大多采用静电喷涂方式。静电涂装原理：工件接地，喷枪内电极接静电发生器，静电发生器产生负电荷使喷枪带负电。涂料在经过喷枪内电极时，使涂料带上负电荷，此时带上负电荷的涂料依靠静电场作用吸附到带有异性电荷的工件表面。涂料的喷涂可提供不同颜色使产品装饰美观。喷漆后产品将进入烘箱，使产品表面油漆固化成膜。烘箱出来后将成为成品下线。
3.3对下线的成品，每批次进行产品漆膜性能检查，主要是漆膜附着力的检查，需要满足客户要求，保证漆膜防腐性能满足要求；漆膜检查项目包括：漆膜厚度；漆膜附着力；漆膜硬度；边缘导电性，依据产品标准要求进行检查。%进行产品外观缺陷检查，满足客户外观标准要求，防止外观不良品流入客户。
四、包装
包装工序较为简单，但是包装是将生产合格的产品安全转移至客户手中关键的一步。不同客户和不同产品，其包装规范要求不同，同时因为产品的尺寸不一致，会影响产品长期运输过程中的运费成本。所以铝合金的产品的包装工艺需要根据不同的产品、不同的厂家、不同的运输条件和距离进行独特的包装工艺和包材的设计，制定严格的工艺标准，需要依据工艺标准进行产品码放。按包装规范进行产品自动打包，防止产品运输过程中发生磕碰。通过完整的工艺过程控制，生产出质量优异和外观精美的产品，依据顾客要求发往世界各地。
结论：
汽车轮毂是汽车中唯一有严格外观要求的安全件。不但要从工艺流程角度控制产品的安全可靠性，还有
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