汽車輪轂擠壓成形新技術(shù)

汽車輪轂擠壓成形新技術(shù)第1頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月匯報(bào)內(nèi)容1.概述2.參數(shù)確定3.工藝路線分析4.輪轂擠壓實(shí)驗(yàn)5.輪轂性能檢測(cè)6.課題最終成果第2頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1研究?jī)?nèi)容目前鋁合金輪轂已在轎車輪轂上得到普及。與其相比，鎂合金更有其優(yōu)勢(shì)：1.質(zhì)量輕、比強(qiáng)度、比剛度高，可以滿足汽車輪轂的使用要求。2.鎂合金具有較高的彈性模量，抗震性能好，比鋁合金輪轂更適合在高低不平的路面行駛。隨著現(xiàn)代車輛輕量化的發(fā)展趨勢(shì)，鎂合金將逐步取代鋁合金已經(jīng)成為汽車輪轂的發(fā)展方向。

本項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容：一、概述第3頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.對(duì)輪轂零件進(jìn)行工藝分析，制定一套可行的輪轂成形工藝路線。2.鎂合金塑性成形困難。本課題通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定正確的成形工藝參數(shù)如坯料加熱溫度，模具預(yù)熱溫度、擠壓速度等。3.成形出鎂合金輪轂樣品，并做力學(xué)性能檢測(cè)。第4頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、參數(shù)確定主要研究不同變形溫度、變形速率條件下變形對(duì)塑性變形流變應(yīng)力的影響。為考察溫度對(duì)鎂合金壓縮變形過(guò)程的影響，分別在320℃、350℃、380℃、410℃下對(duì)AZ80A進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)；為研究變形速度對(duì)壓縮過(guò)程的影響，分別在0.01s-1、0.1s-1、1s-1、10s-1的應(yīng)變速率進(jìn)行總應(yīng)變量ε=0.8的壓縮實(shí)驗(yàn)。第5頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月同一應(yīng)變速率不同溫度下的真應(yīng)變-真應(yīng)力如圖所示：第6頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)變速率對(duì)鎂合金塑性變形流變應(yīng)力的影響如下：第7頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、工藝分析圖1為某廠家生產(chǎn)的型號(hào)13X4ET44汽車輪轂件的示意圖。該零件輪輻表面有凹槽和5個(gè)較大的通孔；輪轂軸孔與輪輻間有深孔；輪輞部分為變截面的雙杯形件，壁厚較薄且孔深較大；輪輞兩端的輪緣截面過(guò)渡較大。圖1第8頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月工藝路線：制定工藝路線如下:下料—正擠壓—復(fù)合擠壓—脹形—機(jī)加工連皮及余料—熱處理及表面處理。實(shí)驗(yàn)采用的設(shè)備為YX3150液壓機(jī)。

下料正擠壓復(fù)合擠壓脹形圖2輪轂擠壓成形工序第9頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月下料：采用φ178mm鑄態(tài)AZ80坯料。正擠壓：將圓柱坯料擠壓成壁厚較大的桶形件。復(fù)合擠壓：實(shí)現(xiàn)厚壁的減薄。第10頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月脹形：該工序主要將兩次擠壓后坯料脹形為輪轂輪輞形狀。脹形單位壓力q=1.15×2tσb/dmax

=9.13Mpa總脹形力

P≈2.685（2π90×90+180π×60）≈9.13×84780≈774.1KN第11頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月所制定工藝路線中，正擠壓變形程度72.1%，復(fù)合擠壓最大變形程度為67.8%，與直接擠壓成薄壁相比變形程度有較大程度的降低。變形程度對(duì)比：采用圓柱形坯料直接擠壓成雙杯形薄壁變形程度如下：第12頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用YX32—315液壓機(jī)，公稱壓力3150KN，鎂合金輪轂成形復(fù)合擠壓、正擠壓和脹形模具各一套，鎂合金坯料預(yù)熱爐、凹模加熱爐及自制SYT-B溫度控制器各一套。實(shí)驗(yàn)材料為AZ80圓柱坯料，直徑為φ178mm。四、輪轂擠壓實(shí)驗(yàn)第13頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主要擠壓工藝參數(shù)：坯料加熱溫度：380℃；模具預(yù)熱溫度為380℃；擠壓速度為0.2mm/s。4.2正擠壓圖1正擠壓模具圖以下為正擠壓模具及工藝參數(shù)超塑性壓縮實(shí)驗(yàn)如圖2圖2380℃的真應(yīng)力——應(yīng)變曲線

第14頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.3復(fù)合擠壓工藝復(fù)合擠壓模具結(jié)構(gòu)見(jiàn)右圖，該步工序主要是將一序成形出的下端厚壁進(jìn)行減薄，主要成形過(guò)程：放入坯料，液壓機(jī)下缸頂出，將下壓頭頂入預(yù)制坯里，并給它一定的頂緊力，然后液壓機(jī)上缸下行帶動(dòng)下壓頭下行，下部厚壁被擠壓減薄成形。正擠壓模具圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果擠壓工藝參數(shù)同正擠壓。第15頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.4脹形該步工序主要是將前兩步工序成形出來(lái)的輪轂預(yù)制坯桶壁脹形為輪轂輪輞形狀。坯料與溫度為220℃。脹形模具圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果第16頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.5產(chǎn)品后處理擠壓脹形后的制品去除連皮，在經(jīng)過(guò)機(jī)加工噴漆處理的產(chǎn)品圖如右圖所示。鎂合金輪轂最終產(chǎn)品圖第17頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、輪轂性能檢測(cè)采用線切割在擠壓成形的鎂合金輪轂上取樣，試樣尺寸如圖所示，取樣位置分別分布在輪轂上凸緣、筋部、下凸緣上。取樣方向分橫向和縱向兩種。室溫條件下在AG-I250KN精密萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)。拉伸試樣示意圖第18頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月取樣取樣方向試樣編號(hào)抗拉強(qiáng)度/MPa屈服強(qiáng)度/MPa延伸率/%鑄態(tài)試樣1234.41019.22225.01069.1輪轂中部徑向332516612.04318.616010.5輪轂輻條縱向6320.317812.47325.615714.1徑向8316.814810.69317.914611.0輪轂下凸緣切向10328.116010.311335.916114.2縱向12333.619815.013343.220215.2第19頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月斷口形貌及顯微組織分析：第20頁(yè)，課件共2