Ｌ－ 前沿技术 已ｄｄｉｎｇ—ｅｄｇｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 铝合金车轮制造技术及发展趋势 周拮 （凯斯曼秦皇岛汽车零部件制造有限公司，河北秦皇岛０６６０１ １） 摘要：产业的发展必然会带来技术性的改革，同样的，技术性的改革也推动了产业的进一步旺盛。汽车制造行业是百 年来随着时代的发展，衍生出新兴的事物。特别是车轮制造业各国都在尝试新的材料新的工艺，希望能够达到更好的效 果，本文就此问题展开探讨以及分析它的发展形势。 关键词：铝合金车轮；制造技术；铝合金车轮制造的发展趋势 中图分类号：ＴＧ３０６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—５０６５（２０１７）１３—０２３１—２ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｗｈｅｅｌｓ ＺＨＯＵ Ｚｈｅ （Ｋａｔｈｍａｎ ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ Ａｕｔｏ Ｐａｒｔｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６０１１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｗｉｌｌ ｉｎｅｖｉｔａｂｌｙ ｂｒｉｎｇ ａｂｏｕｔ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｆｏｒｍ．Ｓｉｍｉｌａｒｌｙ，ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｆｏｒｍ ａｌｓｏ ｐｒｏｍｏｔｅｓ ｔｈｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｐｒｏｓｐｅｒｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｓ ａ ｎｅｗ ｔｈｉｎｇ ａｒｉｓｉｎｇ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｉｍｅｓ ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｐａｓｔ ｃｅｎｔｕｒｙ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｗｈｅｅｌ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ａｌｌ ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ ａｒｅ ｔｒｙｉｎｇ ｎｅｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｎｅｗ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ａｎｄ ｈｏｐｅ ｔＯ ａｃｈｉｅｖｅ ｂｅｔｔｅｒ ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｓ ｉｔｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｗｈｅｅｌ；ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｗｈｅｅｌ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ 好的产品离不开好的部件，同时也和技术息息相关，随 过对金属液的加工处理，结晶回流以后形成所需的产物，经 着铝合金在机械制造业上的广泛应用。它的产生物几乎无处 过这个技术加工的铸件的表面十分光滑，在安装和使用上减 不在。特别是汽车行业，铝合金车轮制造着手发展开始就成 少了误差，并且形状均匀，唯一的缺点大概是其简单的工艺 为了车轮行业的代表性，下面我们就来了解下铝合金车轮制 造技术的有关信息。 操作无法满足大件复杂车轮的制造 】。 （２）反压制造是由低压制造技术发展而来。要更为优良 些，在相同的工作原理的情况下，反压制造技术的设备要更 复杂，更大一些，因此在步骤的操作上会相对有些复杂，不 过这类制造技术的优点非常多，针对材料而言，能够更加全 １铝合金车轮的制造材料 车轮是保证汽车安全形势的保证，具有稳定好高、高质 量化，高效率化和低成本化、低负荷化等优点的铝合金无 疑成为了最好的选择川。目前我国在制造汽车车轮的材料 面完善地将它利用，针对铸件而言，其强度和防磨性能更为 突出。由于需求不同，因此反压技术会根据这些做出相应的 改变，通常改变以后的工艺可以分为高、中、低压，三种方式。 据了解，德国ＢＢＳ生产的铝合金车轮就应用了这类技术。 （３）比起上面两种方式，挤压铸造的内涵更为丰富一些， 它结合了铸造和锻造的优点。此外，在金属材料上挤压铸造 选用的金属需要是熔融或者半熔融的状态，当外部状态开 中一共分成两类，第～种是不用经过其他处理，其性能和 ＡＩＬＳＩ１ １合金差不多；第二种类的材料采用的是ＺＬ１０１Ａ 等材料。这种材料前期的功能性不够强，需要经过加工热 处理来提高它的使用时长和可塑性。较为常见的有６０６１、 ６０８２等铝合金材料，其中比较突出的是６０６１。 始成形时，对它进行高压操作，在塑性变形与高岩凝固的共 ２铝合金车轮制造技术分类 经过多年的打磨和历练，铝合金制造技术导致可分为两 大类，第一类是铸造技术。铝合金的铸造技术大致可分为四 个种类：重力铸造、低压铸造、反压铸 造和挤压铸造。其中最为广泛使用的是低压铸造生产， 同作用之下，铸得所需零件。虽然这款技术的运用原理非常 多，但是工艺却十分简单，和低压铸造存在的缺陷相同，在 制造复杂轮胎的使用上面有非常大的，一般这类的技术 常被用于摩托车轮的建造技术上。 （４）第四种重力铸造。是最古老的铸造技术。因其出现 的时间比较早，因此没有非常多的运用原理，工艺也非常简 单，相对而言，所需的成本更加低廉且有利于批量生产。不 过这类技术已经慢慢被其他的技术取代，其中最主要的原因 是后期在运用的过程中，因为运用的是自重充型的原理，导 据有关数据显示，它的使用率在我国的车轮制造上占有奖金 百分之八十的概率。下面我们就来仔细地了解下这些工艺技 术的具体内容。 铸造技术： （１）低压铸造技术发展至今有了非常浓厚的经验，算 致材料之间的空隙大，容易出现类气泡孔的瑕疵，影响到车 得上是技术上的老大。简单的流程即为在固定的模型上，通 轮的使用。早期的铝合金车轮制造大多采用的是铸造技术，从上述 收稿日期：２０１７－０７ 的材料我们不难看出，铸造技术下的铸件大多都具有性能 低，大车轮制造上有非常大的。比起铸造技术，铝合金 的锻造技术能够更好地改善这些缺点。比较常见的锻造技 ２０１７年７月上世界有色金属２３１ 作者简介：周拮，男，生于１９８３年，汉族，贵州人，工程硕士，中级工程师 研究方向：铝合金制造。 Ｌ ＦＬ已ａｄ ｄ技￣木ｅｄｇｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 术是锻造一旋压复合工艺，这类技术通常需要经过热处理加 ４结语 总体而言，随着汽车行业的日益发展，来自国内和国外 工，通过压力和温度的共同作用锻造出大致的形状，将成型 的产物经过旋压的技术，这个过程能够从最大程度上减小轮 的竞争必然也会越来越强烈。如何发展有利的汽车制造产业 壁的厚度，它的特点是质量更轻，材料更耐磨。第二种是以 珀然锻造有限公司锻造工艺为例的锻造技术，它们的锻造原 是汽车行业必要的研究课题。从我国车轮制造行业的现状可 以分析得出，在技术和材料上的缺憾性十分明显，因此如何 理基本相同，所得的铸件在性能上远超铸造轮胎的几倍。不 发展轻量化和节能化的汽车制造工业是时代所需。从厂家而 过锻造的工艺在耗资上十分大，因此在应用上部分企业还需 言。建议可以进行中外行业的交流培训，吸取国外的先进技 要经过考量，有关业内人士却认为，这类的制造虽然成本大， 但在追求高性能的人群中这无疑是最好的选择。 术，并且设立专业的研究部门，通过对技术的研究和完善， 发展出更好的制造技术；从国家而言，由于一项技术研究的 成本非常巨大，面对资金难题许多企业不得不选择放弃，因 此，国家应当就此出台一些扶持的，从而减轻厂家研究 的压力，第二点在研发出项目的之后，还需要有系统的监察 ，监察的存在有其必要性，特别是在汽车的出口方 ３铝合金车轮的发展趋势 从认识到铝合金在汽车行业的发展性，并进行大力使用 的过程中，我国的汽车行业也在不断地壮大和前进，如今我 国的汽车行业在汽车制造的排名上已然可以算得上是我国 的第三位，不仅如此，在汽车用品和购买上，我国位居世界 第二。每年的汽车车轮出口量就超过了６０００００００，出口数 量的增加同时也让铝合金近车轮有了另一种时代含义，从技 术上而言，铝合金车轮完全符合汽车车轮行业的发展趋势， 面，严格的质量把关是对我国汽车行业的重视，在增大出口 量的同时获得更多的市场认可，同时，相对的监察 避免了企业内部的私心，更加公平公正地对汽车制造行业进 行管理，使得管理更加透明化。简而言之，产业的可持续发 展，必然有着内在和外在的联系，要合理地发展，就要达到 这两个因素之间的平衡。相信在这样的合作下的汽车行业将 因此，面对技术上的难关，制造商必须研究出一套高性能， 成本低且有利于批量生产的技术，从产量和质量上提高我国 铝合金车轮的市场竞争力；同外观上，随着各种不同需求的 产生。人们对于外观美的追求日益显现，因此合理个性的轮 会目渐进发出旺盛的生命力。四 ［１］ 王孝东．汽车用铝合金车轮发展趋势展望［Ｊ］．汽车零部 件，２０１３，（０７）：２６． 【２】 刘兴华．浅谈铝合金轮毂生产技术的发展现状［Ｊ］．城市建设理论研究： 电子版，２０１５，５（３１）． 辐设计、光滑性高的外观工艺、色彩艳丽的颜色需求也逐渐 成为了人们在考量车子时的一种发展趋向。 （上接２３０页） 实会造成更多游离性羟基对氧化膜的附着，进而影响电容器 的寿命。 化成铝箔Ｃ的表面形貌特征与Ａ、Ｂ相比较具有明显的 不同，孔洞的形态特征致密却不均匀，从赋能工艺上看，化 成铝箔Ｃ的氧化膜形成速度非常快，氧化膜也基本达到了致 密状态，但是相比较化成铝箔Ｂ，化成铝箔Ｃ的氧化膜形成 明显缺乏一致性与整体性，不能补充原有基础的不均匀形 义，却变得起伏不平，这样使得氧化膜缺少连续一致性，进 而影响化成铝箔绝缘性能，使得电容器漏电流增加，造成失 效 从实验结论中能够看出，除了化成铝箔Ａ的羟基成分较 多之外，化成铝箔Ｃ也有较多的羟基成分，然而两者的电容 器性能却有显著的差距，这就说明氧化膜的形貌特征本身也 具有重要的影响作用。由ＳＥＭ电镜图可以得知，Ａ铝箔的 洞较浅，致密性较强，尽管表面凹凸不平，但是相比较Ａ铝 箔则具有很强的稳定性，氧化膜的介电性能明显高于Ａ铝 箔，另一方面，Ｃ铝箔的羟基过多是因为其表面的蘑菇瘤引 态，反而在原有的不均匀表面再铺上一层，并没有太大的意 孔洞过深，导致厚度较薄，氧化膜整体强度较弱；Ｃ铝箔孔 起的，相比较Ａ铝箔缺乏厚度与致密性氧化膜，ｃ铝箔更能 ３结论比较 从上文试验结果与ＳＥＭ形貌特征分析观察结果可以发 现，化成铝箔Ａ所制成的电容器失效并不能得到详细的原 因，氧化膜形貌特征只是影响因素的一小部分，为了进一步 探究电容器失效原因，对三种铝箔进行ＥＤＳ组分分析观察。 由试验结果可知，尽管Ａ、Ｂ、Ｃ三种化成铝箔的组分 够耐击穿。 ４结语 综合全文，通过对三种阳极氧化铝箔制成的电容器进行 寿命影响分析试验发现，氧化膜的形貌与表面的羟基对电容 器寿命均有影响，进而得出结论，在进行腐蚀工艺时，应当 中Ｏ与Ａｌ的质量分数与摩尔分数相近，但是比例并不符合。 明三氧化二铝氧化膜表面应该附着了羟基（一ＯＨ），由此可 注重对氧化膜的致命性与整体性赋能，孔洞较深要注意加强 表面的羟基，防治对电容器漏电流造成巨大影响。四 从三种Ｏ／Ａ１数据中能够看出氧原子明显比铝原子多，这说 厚度，提高耐击穿性能；要通过烘干工艺进一步去除氧化膜 见，真正影响氧化膜成分的是氢氧化铝，表现为三氧化二铝 氧化膜表面的羟基成分。 因此可以推测，化成铝箔Ａ所制成的电容器之所以过早 ［１】 林宗彬．阳极氧化一电沉积制备铝电解电容器阳极用材料【Ｄ】．江西理 工大学，２０１５． 失效，除了氧化膜本身新貌特征具有一定影响以外，氧化膜 表面的羟基对氧化膜的介电性能造成了破坏是引起电容器 【２】 朱绪飞，宋哗，魏纯香等．氧１ｈ膜形貌对铝电解电容器寿命的影响［Ｊ】． 电子元件与材料，２０１４，３（８）：５１－５３． ［３】 班朝磊，刘伟，郭刚等．电解工艺条件对铝箔腐蚀形貌与比电容的影响 【Ｊ】．轻合金加工技术，２０１６，４０（３）：６０—６４ 失效的主要原因，向电解液中增加多羟基化合物与聚合物其 ２３２世界有色金属２０１７年７月上
