汽車鋁合金輪轂鑄造工藝研究分析

白俊 楊小艷

摘 要：我國社會在不斷進步下產生了源源不斷的發展活力，推動著我國現代化工業以及鑄造金屬業的發展。尤其是近年來，我國不斷提高著汽車鋁合金輪轂制造工藝水平，進一步優化和完善了汽車制造流程，同時在很大程度上提高了企業的整體經濟。基于此，本文主要分析汽車鋁合金輪轂鑄造工藝，探究該工藝對提高我國汽車制造水平的重要性。

關鍵詞：汽車 鋁合金輪轂 鑄造工藝研究

和傳統輪轂工藝相比，鋁合金輪轂制造工藝的原材料更加簡易，其安全性更高，也能充分保障節能效果。隨著近幾年來我國快速發展制造業，在汽車制造業逐漸廣泛應用鋁合金部件，而該行業的重點任務也逐步放在加強汽車鋁合金輪轂工藝方面[1]。因此，我國汽車制造企業為了能有效提高汽車加速性能，降低汽油能耗，就必須深入分析汽車鋁合金輪轂鑄造工藝。

1 汽車鋁合金輪轂鑄造工藝流程

從某種程度上來說，鋁合金輪轂的精度對汽車的車型、性能有很強的依賴性，汽車車型、性能不同，自然就會造成鋁合金輪轂在精度上具有較大的差異性，其中汽車輪轂的結構和種類最能體現出鋁合金輪轂精度的多樣化特點。傳統的輪轂制造流程中并沒有具體表現出針對性，這就導致汽車的多樣化需求無法滿足，對汽車制造發展造成了一定影響。通常來說，汽車鋁合金輪轂鑄造工藝無論是在內容還是工序上都較為復雜、繁瑣，首先需要對鑄件工藝進行分析，然后進行鑄造圖紙繪制，繪制完成后再對制造工裝磨具進行設計;其次則是進行澆筑與熱處理，然后完成檢驗鑄件工作，檢驗完成后在交付鑄件時，還需要進行試加工，對磨具進行修整，修整后沒有出現問題還需要進行試生產，對質量進行全面評審過后就能確定工藝文件，最后完成總結歸檔[2]。基于現代技術發展下，汽車制造企業也需要與時俱進，在上述制造工藝中充分融入現代科學技術，最大化發揮擠壓鑄造方式的價值，通過有效運用半固態鑄造方法完成汽車輪轂制造，進而提高鋁合金輪轂鑄造工藝。

2 汽車鋁合金輪轂鑄造工藝技術分析

2.1 選取正確鑄造方法

隨著近幾年我國科學技術迅速發展，汽車制造業逐漸青睞汽車鋁合金輪轂鑄造過程中的低壓鑄造法，這種鑄造方法不僅具有較高的性比價，還能滿足汽車鋁合金輪轂鑄造的工藝要求。同時對企業來說，也能最大程度上節約鑄造成本，因此低壓鑄造法在汽車制造業得到普遍應用。通常在汽車鋁合金輪轂的實際鑄造過程中，首先需要重點關注壓縮空氣，確保輪轂鑄造環境潔凈、干燥，然后再保溫爐中添加鋁液，利用壓力作用，采取自上而下的方式，確保鋁液能平穩地通過升液管、澆注系統，最終抵達鑄造機模具型腔內[3]。其次，是把控鋁液至模具型腔后的壓力，保持一定的壓力（20～60kPa），確保達到鑄件凝固效果要求后，再釋放壓力。從目前低壓鑄造法的實際應用效果來看，能很好地促進我國輪轂制造發展，該工藝只需要利用壓力就能實現良好的充型、凝固工作，填充效果較為理想，能顯著提高鑄件緊密性，減少縮松現象發生幾率。

2.2 關鍵材料以及鋁合金參數選擇

在鋁合金輪轂制造過程中，關鍵材料以及鋁合金參數是決定該鑄造工藝質量與應用效果的核心環節。因此，在確定鑄造方法后，應正確配比和選擇鑄造材料、輔助材料等，確保材料清單具有科學性、合理性以及高效性。一般在實際鑄造中會選擇Mg、AI、Cu等此類具有一定硬度的鋁合金屬，但該類材料無法實現輪轂高度的可塑性，因此在鑄造時還會結合Al、Zn和Mg系的超硬鋁材料[4]。通過分析不同金屬的優勢得出，在鑄造輪轂時還需要檢驗鋁合金化學成分、不同元素形態等，檢驗完成后再實施優化配比，能顯著提高鋁合金輪轂優勢，包括其強度、可塑性以及力學性能等，強化其使用率。

2.3 澆筑尺寸確定

在完成上述流程后，其次需要注重的就是澆筑尺寸，包括確定和加工制作模型尺寸、確定型腔尺寸、控制壁厚、設計排氣系統等。首先鋁合金輪轂鑄造模分為三部分，上模、下模以及側模，前兩者一般采用的熱作模具鋼，后者采用的模具鋼一般為35CrMo或QT400。在型腔尺寸確定中，需要按照加工余量，以及冷卻順序漸變度進行具體分析，嚴格把控型腔上部厚度，確保上下部的增厚偏差在0.5～1mm之間[5]。鑄件在凝固過程中，最重要的就是控制壁厚，一般壁厚會根據輪轂部位不同，而表現出不同的厚度以及凝固時間。因此在鑄件凝固過程中，就需要確定輪轂每一個部位的壁厚，這樣才能確保有效把控冷卻強度，提高其科學性。如，最后的冷卻部位一定要是中間鑄口部位，這部分在輪轂邊緣部件中是最薄的，一般壁厚應控制在1.5～1.8之間，加快其冷卻凝固速度。最后是排氣系統設計，其也是輪轂澆筑過程中的重點環節，因此需要有效分析排氣系統。在排氣系統中最重要的就是排氣槽以及排氣塞質量，設計時應在模芯周圍設置V型排氣槽，保持0.8～1mm范圍的深度，同時還需要嚴格把控其間隔距離，盡量控制在5mm范圍內[6]。此外，還需要確保排氣系統的科學性，因此這就需要重視上模芯組件以及分流錐，緊密結合兩者之間的工作，可將排氣槽長度增設0.4mm，同時設置0.1～0.2mm的推桿間隙，確保其能配合排氣塞工作，為排氣效果、澆筑工序有效性提供一定保障。

2.4 重視熱處理工藝

隨著我國的科學技術發展，雖然鋁合金輪轂鑄造工藝有了一定進步，但是在實際鑄造過程中，依然存在部分問題，最明顯的表現就是在熱處理工藝中。一般熱處理環節對操作具有較高的科學性要求，若達不到一定的操作科學性，就會出現釋放變形、淬火變形等問題，這種變形會嚴重影響熱處理工作，對整體鑄造效果造成不良影響。因此，我國汽車制造業在鋁合金輪轂制造過程中需要高度重視熱處理工序，降低鋁合金材料發生變形的可能性[7]。這就需要專業技術人員根據鋁合金材料特征，具體分析鋁合金材料變形原因，在熱處理工藝環節中采取針對性措施，有效遏制淬火尺寸變形的問題，進而從根源上提高鑄造質量。為了能保證在熱處理工序中的科學性以及有效性，在實際鑄造過程中就需要注意以下幾點。首先，需要全面分析熱處理過程中的固溶溫度，提高其科學性，確保能順利開展熱處理工序。其次，嚴格把控鋁合金成本，把控一定的固溶溫度（530～540℃），這樣能最大程度上保證不會破壞鋁合金性能，在鑄件過程中，也不會受到高溫帶來的氧化反應。最后則是需要嚴格把控淬火延續時間，保持時間在30s左右，可有效避免因溫度過低，鋁合金發生縮變。相關技術人員需要根據材料特點，具體分析淬火水溫，保持在50～70℃之間，這樣才能不會破壞到材料結構以及性能，確保能順利開展鋁合金輪轂鑄造。

3 汽車鋁合金輪轂鑄造的必要性分析

從實際發展來看，鋁合金輪轂鑄造工藝對汽車生產具有重要的價值，鋁合金輪轂在實際應用中具有較多的優勢，如節能減排、簡易輕便、能影響車輛制動能量的需求，提高汽車加速功能、降低油耗等等，有效實現了環境保護的目的[8]。此外，汽車鋁合金輪轂的散熱功能較快，具有優良的減震性能，可通過高度分離輪胎與鋁合金材料實現減震，不僅能為用戶提供更加舒適的駕駛體驗，還有利于增加汽車使用壽命。最后，鋁合金輪轂的鑄坯不具備較高的強度，可加工以及紋路繪制鋁合金材料，不僅能優化鑄造工藝，還有利于機械性能增強，進而提供利用率，實現促進汽車輪轂工藝發展，提高我國汽車制造水平。

4 結語

綜上所述，通過具體分析、探究汽車鋁合金輪轂鑄造工藝，不僅能促進汽車輪轂提高輕量化、美觀化優勢，還能擴大輪轂直徑、增強輪轂強度，具有重要的實際研究價值。為了能優化汽車制造流程，提高汽車整體性能，汽車制造企業就需要重點研究汽車鋁合金輪轂鑄造工藝，在有效把控鑄造成本的基礎上，全面化發展該方面的鑄造工藝。在實際鑄造工程中，不僅需要緊跟時代發展，與時俱進，在廣泛應用低壓鑄造方式時，還需要嚴格把控澆筑尺寸，確保其能符合鑄造工程的標準要求，同時優化熱處理工藝，確保能最大化發揮汽車鋁合金輪轂鑄造效果。

參考文獻：

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[3]李莎.鋁合金輪轂低壓鑄造的熱處理工藝及其性能分析[J]. 工業加熱，2020（8）：20-22.

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[5]范珍康，郭歡.汽車鑄鋁輪轂低壓鑄造技術分析[J].科技創新導報，2019，016（020）：83-84.

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[7]陳鶴.探析汽車鋁合金輪轂低壓鑄造工藝研究[J].世界有色金屬，2018（3）：270-271.

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