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铝复合轮毂的生产关键技术与产业化
成果状态
公示中
完成单位
广州有色金属研究院、江门市华泰铝轮毂有限公司
研究人员
戚文军 王海艳 张新颖 农登 吴红军 宋东福 李新国 郑飞燕 蔡畅 王顺成 杨震楚 周楠 黄正华 李林 魏德芳
研究时间
2008.12 至2010.12
鉴定单位
广东省科技厅
鉴定日期
2011.12.16
成果应用行业
制造业 高新科技领域 新能源与高效节能
学科分类
材料合成与加工工艺
简介
本项目开发和综合应用了铝合金车轮气体压力铸造（AWGP专利技术），旋压加工轮辋以及搅拌摩擦焊工艺（已申请专利），制造轻量化的（减重20%以上）高性能的铝合金复合轮毂。主要研究成果如下：（1）高性能铝轮毂材料和低压铸造工艺的优化设计汽车轮毂是在较为苛刻的受力状态下使用的部件，轮毂失效分析表明，提高轮毂的整体综合力学性能是十分重要的。项目通过微合金化途径提高铝熔体的纯净度和晶粒细化程度，使A356铸造铝合金具有较致密和细化的组织。同时采用自主知识产权的气体压力铸造技术（AWGP），在轮辐制造过程中加压促使熔体在压力下结晶，促进晶粒细化，较大幅度地提高铸造轮辐的综合力学性能。（2）适合于搅拌摩擦焊的复合轮毂结构再设计通过对轮毂的受力分析和数值模拟，轮辋采用旋压加工成形，可提高力学性能25﹪左右，同时采用卷边技术，可使轮辋厚度从原来铸造轮毂的4.5～5mm减至2.7～3.0mm。同时，结合搅拌摩擦焊的接头设计要求，对轮辐和轮辋结构进行再设计，确定采用热胀过盈装配，使轮辐与轮辋紧密配合，减小了轮毂装夹的难度，提高复合轮毂焊接的成品率。整体复合轮毂减重20﹪以上。（3）系统研究了同种变形铝合金（轮辐和轮辋材料同为6061铝合金）焊缝组织及性能，对该合金的搅拌摩擦焊工艺进行交叉优化，在最佳工艺条件下获得的6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头，在进行时效处理后强度≥265MPa，达到母材（280MPa）的90﹪以上；接头疲劳强度≥78.2MPa，达到母材（82MPa）的90%以上。变形铝合金与铸造铝合金（轮辐材料为A356，轮辋材料为6061）异种铝合金搅拌摩擦焊接头的抗拉强度不低于A356铝合金母材，异种铝合金复合轮毂制造方法已申请发明专利。开发出汽车轮辐和轮辋搅拌摩擦焊专用夹具，采用同轴轮盘同向压紧装置，保证了复合轮毂的精确定位，焊接成品率高，该装置已授权实用新型专利。
