浅谈汽车铝合金轮毂的应用

摘　要：随着我国科技进步以及文化发展的脚步加快，汽车工业已经逐步成为我国的支柱产业之一，并且逐步显现出最大生产大国及消费强国的形式。在整个汽车工业倡导节能减排的同时轻量化的发张也成为了主流趋势，铝合金轮毂因其质量轻、变形小及环保节能的有点得到了市场的广泛和接受。本文在简单介绍铝合金汽车轮毂国内外应用发展简史的基础上，对铝合金轮毂的生产工艺流程进行了分析和介绍，并就相关问题进行了讨论。

关键词：汽车；铝合金；轮毂；应用

1 引言
　　在介绍铝合金轮毂的发展历史之前首先了解一下其基本构造和功能作用，轮毂的形状如下图1中所示是一个壁厚均匀但较薄的杯形件，它属于汽车的重要安全部件。它不仅承受着来自汽车和承载物质量的作用的同时还承受着汽车启动时所产生的动态扭矩以及行驶过程中来自路面障碍或中转的不规则交变应力。在分类中主要有钢制和铝制两种类型，其中铝合金轮毂因其具备较好的刚度和弹性且精度高、质量轻等优点在赢得市场的同时也得到了广大消费者的广泛喜爱。
                                            

2 关于国际和国内铝合金汽车轮毂的溯源
　　国外铝合金汽车轮毂的制造始于二十世纪的二十年代，并且由最初的砂模铸造逐渐演变发展成了整体的铝合金车轮并在二战之后广泛的应用于普通轿车中。铝合金轮毂的快速发展始于七十年代，这一时期北美、欧洲和日本的轻型车铝合金轮毂装车率迅速提高了近一倍。但由于这一行业具有劳动力和材料密集但附加值较低的特点，工业发达国家中该项的生产已经在逐步向第三世界国家转移，转而去开发一些直径更大和强度更高的锻造和施压铝合金轮毂，这同时也是一些直径较小或中小型汽车用轮毂的使用直接由外买的原因。
　　我国对于这项技术的引进和发展相比较于国外而言还处于一个较短的时期和较为缓慢的发展阶段，铝合金轮毂生产技术的正式引入和投产建厂应归结于1988年戴卡轮毂制造有限公司的建立并在九十年代得到了一定的发展。一直到目前为止我国的铝合金轮毂生产厂家遍布全国各地且大致有四十多个，总的年产值已经超过两千五百万件。在生产工艺方面普遍采取的是成本较低的低压铸造工艺和方法最为简便的低压铸造工艺，在提高产量的同时也保证了质量的稳定可靠。此外铝合金汽车轮毂表面的加工工艺方面普遍采用的是数控机床、高精度自动化柔性加工系统，在涂装方面主要采用自动化涂装工艺其中少数企业为了提高涂装质量和速度采用了先进的真空电镀涂装工艺。下表1为我国部分铝合金生产厂家名称及产能的简介：
                                              

3 汽车铝合金轮毂生产工艺流程的简介
　　下面从汽车铝合金轮毂生产时间先后顺序的角度来简单的介绍一下其主要的生产工艺流程，首先熔化是进行铝合金轮毂生产的第一道工序，该工序要用到的主要设备为熔化设备，其主要分类按照使用能源的不同可以分为天然气、柴油及电能等多种，按照炉型的不同可以分为塔式、固定式、感应式和倾转式四种，这些分类还可以进行自由组合最终形成特点和优势各不相同的熔化方式，在所有的组合中被广泛认可的要数燃油或燃气的塔式快速熔化炉，该设备不仅清洁环保同时还具备较高的熔化速率。熔化得到的铝液便可以通过气体法和溶剂法来进行精炼，按照精炼介质的不同可以分为双气体、单一气体和气体加溶剂等三种，按设备形式还可以分为移动式和固定式等多种。就精炼的效果而言双气体固定式精炼机是我国市场中的主流设备，该套设备的主要特点是可靠性以技术稳定性较强，精炼效果较好而且还能有效避免对环境的污染。
　　其次铝液进过精炼之后便可以进入铸造成型工艺了，铸造方法分为重力、低压、锻造和挤压等多种，主流工艺要数自动化程度以及生产效率较高的低压铸造，这种方法铸造出来的铸件还具有组织致密和强度较高的优点，此外最终的铸造效果还取决于对炉压的精准控制和设备的安全稳定性。铸件成型之后便可以进行射线探伤以及热处理等质量控制工艺了，射线探伤主要采用的是X射线，这种探伤形式不仅能够清晰的观察到铸件中的针孔与缩松缺陷同时还能够同时进行人工和自动识别，保证了检测的效果和铸件的质量。
　　再次当铸件经过了热处理质量消除工艺之后便可以进行机械加工了，加工设备为了维护和管理的方便较多采用国内的单轴立式或卧式数控机床，加工顺序也从传统的线外去除冒口到毛坯外圆定位先车后钻模式逐步发展为新型的高精度CNC双轴立式加工单元模式，后者的主要优点是能够满足环保的要求并同时提高生产效率。机械加工完成之后便可以进行水压或者氦气质谱的气密性检验了，后者相对于前者的检验效果和自动化程度要高很多，属于气密性检验技术的发展方向和新趋势，检验设备受技术水平的限制多采用进口的。
　　最后一步生产工艺就是涂装了，它的主要目的是提高铝合金轮毂的美感和抗腐蚀性能，其对生产现场的要求较高必须做到清洁无尘。涂装的方式分为自动和手动两种，对于颜色的选择主流为银灰色和烟灰色等。对于涂装层的厚度控制一般在十毫米左右，但是还可以根据客户的要求进行调节。
4 结语
　　通过上文对汽车铝合金轮毂发展历史以及生产工艺流程的简单介绍，使我们在一定程度上熟悉和了解了汽车铝合金轮毂在我国的应用，虽然无论是在生产制造还是建厂投资方面，该产品的生产还处在较多的问题和需要发展的方面，但我们有理由相信随着科技的进步以及生产力水平的提高，汽车铝合金轮毂一定能够在轻量化和美观化等多方面的发展和提高。

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