鍛造是鋁輪轂應用較早的成形工藝之一。鍛造鋁輪轂具有強度高、抗蝕性好、尺寸精確、加工量小等優(yōu)點,一般情況其重量僅相當于同尺寸鋼輪的1/2或更低一些。鍛造鋁輪轂的晶粒流向與受力的方向一致,其強度、韌性與疲勞強度均顯著優(yōu)于鑄造鋁輪轂。
同時,性能具有很好地再現(xiàn)性,幾乎每個輪轂具有同樣的力學性能。鍛造鋁輪轂的典型伸長率為12%~17%,因而能很好的吸收道路的震動和應力。通常鑄造輪轂具有相當強的承受壓縮力的能力,但承受沖擊、剪切與拉伸載荷的能力則遠不如鍛造鋁輪轂。鍛造輪轂具有更高的強度重量比。
另外,鍛造鋁輪轂表面無氣孔,因而具有很好的表面處理能力,不但能保證涂層均勻一致,結合牢靠,而且色彩也好。鍛造鋁輪轂的最大缺點是生產(chǎn)工序多,生產(chǎn)成本比鑄造的高得多。
鑄造鍛造法
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。由于將鍛造作為零件最終成形的工序,因此可以消除鑄造缺陷,改善制品的組織結構,使產(chǎn)品的力學性能比鑄件大大提高,同時又充分發(fā)揮了鑄造工藝在成形復雜件方面的優(yōu)勢,使形狀復雜的產(chǎn)品鍛造工序減少,材料利用率大大提高,生產(chǎn)成本降低。
用鑄造鍛造技術生產(chǎn)鋁輪轂,其性能完全可以達到鍛件的力學性能指標,但生產(chǎn)成本可以比普通鍛造件下降30%。目前,該工藝自1996年9月成功地應用到批量生產(chǎn)中以來,已被多家日本公司采用,經(jīng)濟效果良好。目前大陸只有少數(shù)幾個企業(yè)(主要在臺灣六和系統(tǒng))在采用這種工藝,設備和技術來自保加利亞。
半固態(tài)模鍛工藝
半固態(tài)模鍛,就是將半固態(tài)坯料加熱到有50%左右體積液相的半固態(tài)狀態(tài)后一次模鍛成形,獲得所需的接近尺寸成品零件的工藝,這是一種介于固態(tài)成形和液態(tài)成形之間的嶄新工藝。
半固態(tài)模鍛的優(yōu)點:零件在模內收縮較小,易于近終化成形,機械加工量減少;半固態(tài)模鍛件表面平整光滑、內部組織致密,晶粒細小,力學性能高于壓鑄和擠壓鑄造件;成形不易裹氣,宏觀氣孔和顯微疏松比常規(guī)鑄件中的少得多;成形溫度低,模具壽命長。
近10年來,半固態(tài)成形技術在國外獲得了廣泛的應用,已逐步成為各先進工業(yè)國家競相發(fā)展的一個新領域,被專家學者稱為21世紀新一代新興的金屬成形技術。
美國已建成數(shù)家鋁合金半固態(tài)模鍛工廠,其中美國的AEMP公司與Superior工業(yè)公司合作于1992年在阿肯色州,建成了全球首家半固態(tài)模鍛鋁合金汽車輪轂廠。用半固態(tài)模鍛代替低壓鑄造生產(chǎn)ZL101鋁合金車輪轂,不僅能減少機械加工量和提高生產(chǎn)率,而且還可以提高機械性能,減輕質量。
鍛造旋壓
比較高端的成形工藝,目前國內只有10%左右企業(yè)采用該工藝進行生產(chǎn),產(chǎn)品主要供應國內外的大巴、貨車及高端轎車市場。優(yōu)點是產(chǎn)品內在質量好、產(chǎn)品強度高質量輕;缺點是設備造價高,傳統(tǒng)鍛造工藝制造的產(chǎn)品輪輻造型只能靠銑削加工來完成,金屬利用率低且生產(chǎn)效率也不高。鍛造分傳統(tǒng)鍛造和碾鍛,碾鍛可直接鍛出輪輻的造型。