轻质铝合金轮毂分级淬火形性调控策略

doi:10.3969/j.issn.1004-132X.2023.10.011

中国机械工程 ›› 2023, Vol. 34 ›› Issue (10): 1214-1219,1229.DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.10.011

轻质铝合金轮毂分级淬火形性调控策略

池慧1;燕猛1，3;项鹏飞1，2;徐正琦1，2;安子军1;黄华贵1，2

1.燕山大学机械工程学院，秦皇岛，066004
2.国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心，秦皇岛，066004
3.河北省轻质结构装备设计与制备工艺技术创新中心，秦皇岛，066004

出版日期:2023-05-25 发布日期:2023-06-07
通讯作者: 黄华贵（通信作者），男，1978年生，教授、博士研究生导师。研究方向为材料形性一体化调控技术。E-mail：hhg@ysu.edu.cn。
作者简介:池慧，男，1987年生，高级工程师、博士研究生。研究方向为轮毂热处理变形调控策略。E-mail：chihui@dicastal.com。
基金资助:
国家自然科学基金(51974278)；河北省自然科学基金(E2020203118)；秦皇岛市科技支撑计划(202101A341)

Structure and Performance Control Strategy of Lightweight Aluminum Alloy Wheel Hubs under Step Quenching

CHI Hui1;YAN Meng1，3;XIANG Pengfei1，2;XU Zhengqi1，2;AN Zijun1;HUANG Huagui1，2

1.College of Mechanical Engineering，Yanshan University，Qinhuangdao，Hebei，066004
2.National Engineering Research Center for Equipment and Technology of Cold Strip Rolling，Qinhuangdao，Hebei，066004
3.Hebei Light Structural Equipment Design and Manufacturing Technology Innovation Center，Qinhuangdao，Hebei，066004

Online:2023-05-25 Published:2023-06-07

摘要/Abstract

摘要： 为实现轻质铝合金轮毂的热处理变形精准调控，提出了喷淋+入水的新型分级区域淬火新工艺，通过搭建铝合金轮毂分级热处理试验平台及设计轮毂端面变形检测装置，对轻质铝合金轮毂热处理变形特性进行了详细分析。研究结果表明，轮毂内/外轮缘端面变形特性受轮毂结构刚度的影响，内轮缘变形呈现与外轮缘随动的变形特征；受轮毂换热不均匀、内部组织缺陷等影响，整体变形呈现一定的随机特性。在喷淋+入水的新型分级区域淬火新工艺下，轮毂典型监测点力学性能、硬度指标满足国标要求，轮毂外轮缘端面变形最大减幅达41.5%，新工艺可有效改善轻质铝合金轮毂的热处理轮毂端面变形情况。

关键词: 铝合金轮毂, 端面变形, 分级淬火, 形性调控

Abstract: In order to realize the heat treatment deformation control of lightweight aluminum alloy wheel hubs， a new step quenching process of spray+water was proposed herein. The precision heat treatment test devices were set up and the end-face deformation detection devices were designed to analyze the deformation characteristics of lightweight aluminum alloy wheel hubs. The results show that the deformation characteristics of the inner/outer rim end-faces of the wheel hubs are affected by the structural stiffness of the wheel hubs， and the deformation characteristics of the inner rim follow the deformation characteristics of the outer rim. Due to the uneven heat transfer and internal structural defects of the wheel hubs， the overall deformation presents a certain random characteristics. The mechanics properties and hardness indexes of the monitoring points of the wheel hubs meet the requirements of the national standard under the new graded zone quenching process of spray+water. The maximum reduction of the outer rim end-face deformation is as 41.5%， which may effectively improve the heat treatment end-face deformation characteristics of lightweight aluminum alloy wheel hubs.

Key words: , aluminum alloy wheel hub, end-face deformation, step quenching, structure and performance control

中图分类号:

TG156

池慧, 燕猛, 项鹏飞, 徐正琦, 安子军, 黄华贵, . 轻质铝合金轮毂分级淬火形性调控策略[J]. 中国机械工程, 2023, 34(10): 1214-1219,1229.

CHI Hui, YAN Meng, XIANG Pengfei, XU Zhengqi, AN Zijun, HUANG Huagui, . Structure and Performance Control Strategy of Lightweight Aluminum Alloy Wheel Hubs under Step Quenching[J]. China Mechanical Engineering, 2023, 34(10): 1214-1219,1229.

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参考文献

［1］周振，卢德宏，李贞明，等. 低压铸造铝合金轮毂的研究现状［J］. 中国铸造装备与技术， 2022， 57（2）：58-64.
ZHOU Zhen， LU Dehong， LI Zhenming， et al. Research Status of Low-pressure Casting Aluminum Alloy Wheel Hub［J］. China Foundry Machinery and Technology， 2022， 57（2）：58-64.
［2］吴国荣，陈旭辉. 汽车轮毂材料轻量化与造型设计研究［J］. 材料导报， 2021， 35（19）：19181-19185.
WU Guorong， CHEN Xuhui. Research on Material Lightweight and Shape Design of Automobile Wheel Hub［J］. Material Reports， 2021， 35（19）：19181-19185.
［3］WAN X， LIU X， SHAN Y， et al. Numerical and Experimental Investigation on the Effect of Tire on the 13° Impact Test of Automotive Wheel［J］. Advances in Engineering Software， 2019， 133：20-27.
［4］韩云，刘维洲，张旭东，等. 固溶和时效处理对6061铝合金轮毂力学性能的影响［J］. 热加工工艺， 2018， 47（20）：5-7.
HAN Yun， LIU Weizhou， ZHANG Xudong， et al. The Effect of Solution and Aging Treatment on the Mechanical Properties of 6061 Aluminum Alloy Wheel Hub［J］. Hot Working Technology， 2018， 47（20）：5-7.
［5］张殿杰，刘建芳，聂奎胜，等. 薄壁轮辐铝合金轮毂低压铸造工艺仿真及试验［J］. 特种铸造及有色合金， 2020， 40（7）：6-8.
ZHANG Dianjie， LIU Jianfang， NIE Kuisheng， et al. Low-pressure Casting Process Simulation and Test of Thin-walled Wheel Hub Aluminum Alloy［J］. Special Casting & Nonferrous Alloys， 2020， 40（7）：6-8.
［6］王朝华. 铝合金轮毂结构轻量化设计关键技术研究［D］. 秦皇岛：燕山大学， 2021.
WANG Chaohua. Key Technology Research on Lightweight Design of Aluminum Alloy Wheel Hub Structure［D］. Qinhuangdao：Yanshan University， 2021.
［7］MERLIN M， TIMELLI G， BONOLLO F， et al. Impact Behavior of A356 Alloy for Low-pressure Die Casting Automotive Wheels［J］. Journal of Materials Processing Tech.， 2009， 209（2）：1060-1073.
［8］姜巨福，匡君，张颖，等. A356.2铝合金轮毂局部增压铸造过程数值模拟［J］. 中国有色金属学报， 2022， 32（2）：313-321.
JIANG Jufu， KUANG Jun， ZHANG Ying， et al. Numerical Simulation of Local Supercharging Casting Process for A356.2 Aluminum Alloy Wheel Hub［J］. The Chinese Journal of Nonferrous Metals， 2022， 32（2）：313-321.
［9］VIJAYAKUMAR R， RAMESH C， BOOBESH R， et al. Investigation on Automobile Wheel Rim Aluminum 6061 and 6066 Alloys Using ANSYS WORKBENCH［J］. Materials Today：Proceedings， 2020， 33（7）：3155-3159.
［10］赵旺初，徐新成，张亚龙，等. 铝合金汽车轮毂淬火过程温度场有限元分析［J］. 热加工工艺， 2015， 44（6）：4-6.
ZHAO Wangchu， XU Xincheng， ZHANG Yalong， et al. Finite Element Analysis of Temperature Field in Quenching Process of Aluminum Alloy Automobile Wheel Hub［J］. Hot Working Technology， 2015， 44（6）：4-6.
［11］宋金升，张文良，李贤君，等. 锻造铝合金轮毂动态淬火过程的数值模拟［J］. 金属热处理， 2019， 44（10）：6-7.
SONG Jinsheng， ZHANG Wenliang， LI Xianjun， et al. Numerical Simulation of Dynamic Quenching Process of Forging Aluminum Alloy Wheel Hub［J］. Heat Treatment of Metals， 2019， 44（10）：6-7.
［12］LI P， MAIJER D M， LINDLEY T C， et al. Simulating the Residual Stress in an A356 Automotive Wheel and Its Impact on Fatigue Life［J］. Metallurgical and Materials Transactions B， 2007， 38（4）：505-515.
［13］白帮伟，武汉琦，吴群虎，等. 轮毂热处理变形行为探究［J］. 铸造， 2016， 65（10）：5-7.
BAI Bangwei， WU Hanqi， WU Qunhu， et al. Heat Treatment Deformation Behavior of Wheel Hub［J］. Casting， 2016， 65（10）：5-7.

[1]	熊晓晨, 秦训鹏, 华林, 胡泽启, 纪飞龙, . 复合式增材制造技术研究现状及发展[J]. 中国机械工程, 2022, 33(17): 2087-2097.
[2]	徐洁, 俞树荣, 严如奇, 丁雪兴, 王世鹏, 丁俊华. 柔性端面气膜密封流场分析及密封特性研究[J]. 中国机械工程, 2022, 33(06): 656-663.
[3]	张洪潮, 李明政, 刘伟嵬, 原应春. [机械装备再制造]机械装备再制造的重点基础科学问题研究综述[J]. 中国机械工程, 2018, 29(21): 2581-2589.
[4]	杨仲升, 黄云, 邹莱, 任旭. 铝合金轮毂机器人光整加工控制技术研究[J]. 中国机械工程, 2016, 27(14): 1857-1862.
[5]	吴昌林;丁和艳;陈义;. 铝合金轮毂曲面CNC机械抛光轮廓控制方法研究[J]. J4, 2009, 20(14): 0-1699.

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