輕合金輪轂鍛造成型的專利技術綜述

劉娟

摘 要：本文介紹了輪轂的技術發展歷程，從專利文獻的角度出發對輪轂研發現狀進行了介紹，并對該技術領域的國內外的專利申請趨勢進行了統計以及分析，說明在面對輪轂的專利申請時，如何高效檢索相關文件。

關鍵詞：輪轂；鑄造鍛造；半固態模鍛；專利；申請人

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.048

1 引言

“節能減排”是社會關注的焦點，對交通工具要求：輕量化、低排放、低污染，交通制造業將目光轉移到高性能的輕合金材料開發應用[1]。輪轂，采用輕合金材料，不同成形工藝，滿足市場需求的結構多樣化，滿足使用者的審美要求。本文主要針對國內外的專利申請趨勢進行了簡要的統計和分析。

2 國內外輪轂成型的技術發展歷程

1923年，日本首次在賽車上安裝鋁輪轂，1958年出現整體鑄造鋁輪轂，接著出現了鍛造鋁輪轂，1979年美國將鋁帶成型輪轂定為標準輪轂，1988年，戴卡輪轂有限公司建立了我國第一條鋁輪轂生產線，90年代中期，中國輪轂產業進入發展期，并且持續保持強勢的增長速度。

鍛造輪轂出現較早，相比鑄造輪轂有更好的力學性能，但成本高，近年來出現了模鍛成型技術、鑄造鍛造的復合成形技術、半固態模鍛等技術。模鍛成型工藝是指在模鍛設備上，利用高強度鍛模，金屬坯料在模膛內受到壓力產生塑性變形，而獲得所需尺寸和質量鍛件的加工方法[2]。鑄造鍛造的復合成形技術，它是將鑄件作為鍛造工序的坯料使用， 對其進行塑性加工的方法[3]。半固態模鍛，它是將半固態坯料加熱到一定體積液相的半固態狀態后進行一次模鍛成形，從而獲得所需的接近尺寸成品零件的工藝，中信戴卡可以采用此工藝生產輪轂[4]。常見的輪轂鍛造成形工藝如圖1所示：

3 專利文獻分析

本文對鍛造輪轂進行了定量分析，包括對專利申請量、主要專利申請人、專利申請主要分類號等方面的分析。本文主要在CNABS、VEN 數據庫中針對關鍵詞：車輪or輪轂、hub？ or wheel？；鍛造 or 模鍛、forg+ or die？ or mo？ld？；鎂 or 鋁、Mg or Al進行分析統計。

專利申請量分析：

3.1 專利申請量

鍛造輕合金輪轂，從1960年開始迅速增長，并從2000-至今達到一個高峰期，對于鍛造輕合金輪轂在中國專利申請大體經歷了以下三個階段：

（1）緩慢發展階段（1986-2002）。2002年之前，鍛造輕合金輪轂國內申請量很少，發展緩慢；

（2）快速發展階段（2002-2010）。2000年-2010年，隨著鑄造鍛造復合成型、半固態模鍛成型等的出現，國內輕合金鍛造輪轂快速發展，中國首條鍛造鋁合金輪轂生產線于2004年在戴卡輪轂制造有限公司投產使用，輪轂生產能力約100萬件/年；

（3）平穩發展階段（2010-現在）。2010年-現在，由于鍛造輕合金輪轂相比鑄造輪轂價格更高，鍛造輕合金輪轂一般用于高端車輛上。

3.2 分類號和申請人分析

在CNABS /VEN數據庫中對申請人、關鍵詞、申請國家進行了統計，由于統計方式的缺陷（如同一申請人的多種表達被分開、重復統計），獲得的數值結果并不能準確說明各個申請人的申請量，但是總體上可以體現出國內申請的特點：國內申請中企業申請量占據了絕對的優勢，鍛造輕合金輪轂生產主要集中在天津、浙江、河北、安徽等地；鍛造輪轂專利申請量位于前五的分別為日本、中國、美國、英國和德國，在對申請人進行統計時，發現排名前5的申請人都是日本公司。所以，對于鍛造輪轂領域，日本做得最好，當遇到新工藝時，要重點檢索日本文獻，為了提高檢索效率，在遇到鍛造輪轂方面的專利申請，應首先考慮在中文庫中檢索，再考慮日文庫，其次再考慮其他國家的文獻。

3.3 分類號分析

在CNABS/VEN 數據庫中對IPC分類號進行統計。發現鍛造輕合金輪轂主要集中在以下四個分類號：B21J13/02，B21K1/40，B21K1/28和B60B27/00。從中可以說明，鍛造輪轂的分類號準確，以后遇到鍛造輪轂申請，重點考慮分類號檢索。

4 結語與展望

伴隨著制造業的飛速發展，人們對輪轂的要求會越來越高，在造型設計上，它可以設計出一些活潑的細線條，設計的自由度也更高，在未來的輪轂制造行業里，隨著鍛造工藝的進一步發展，鍛造輕合金輪轂在滿足高性能的前提下，價格會逐步降低，鍛造輪轂應用會越來越廣泛。

參考文獻：

[1]Kaneko，tadataka，Suzuki，etc. Automotive applications of magnesium alloys[J].Materials Seience Forum，2003，419-422（I）：67-72.

[2]秦皇島燕大現代集成制造技術開發有限公司.鎂合金車輪鍛造成形方法及模具.CN102632185 A[P].2012-08-15.

[3]華北工學院.鎂合金汽車輪轂鑄擠復合成形方法.CN1429717A [P].2003-07-16.

[4]中信戴卡輪轂制造股份有限公司.半固態模鍛鋁合金車輪模具.CN201871710U[P].2011-06-22.