锻造铝合金商用车轮非特殊表面处理的硬度提升工艺研究项目

成果简介

目前，铝合金锻造商用车轮机械性能已达到国家标准，但近年来客车、卡车等商用车在行驶过程中仍存在铝合金车轮轮缘磨损问题。根据调查，铝合金轮毂在使用5万公里左右、出现轻微磨损趋势期间，车轮使用方如果不及时采取有效保养措施，会加速轮缘磨损的速度。因此为了减缓铝合金车轮轮缘磨损速度，如何提升锻造铝合金商用车轮的硬度是非常有必要的课题研究。锻造铝合金商用车轮的表面状态为双面精车和抛光两种状态，车轮为较大尺寸产品，如果采用特殊表面处理例如硬质阳极氧化、微弧氧化陶瓷层等方法提高车轮硬度，难度大、费用高、成本增加太多；本项目研究基于现有的生产工艺，通过棒料低温加热和增加毛坯强冷工序，在保证符合产品机械性能的要求的前提下，将锻造铝合金商用车轮的硬度值提高到130HB左右。根据现行的生产工艺和实际生产情况为基础，以我公司正在生产的2种轮型做试验，经实验验证的2款锻造铝合金商用车轮一直采用该工艺进行热处理生产，累计投入毛坯43000件，热处理性能结果稳定，硬度值控制在130HB左右，产品后序生产未出现外观质量异常，未见产品因热处理原因产生的异常反馈。

技术状况

创新性

独占性

盈利性

持续性

先进性

成熟度

锻造铝合金商用车轮的表面状态为双面精车和抛光两种状态，车轮为较大尺寸产品，如果采用特殊表面处理例如硬质阳极氧化、微弧氧化陶瓷层等方法提高车轮硬度，难度大、费用高、成本增加太多；本项目研究基于现有的生产工艺，通过棒料低温加热和增加毛坯强冷工序，在保证符合产品机械性能的要求的前提下，将锻造铝合金商用车轮的硬度值提高到130HB左右。根据现行的生产工艺和实际生产情况为基础，以我公司正在生产的2种轮型做试验，棒料低温加热，加热炉的设定温度下限设定为450℃，上限设定为500℃；加热后棒料温检温度设定值470℃；锻后温度控制在420℃以上。锻造毛坯扩口后增加强冷工序，采用室温水30℃-40℃水进行强冷清洗。热处理后毛坯，即人工时效出炉后增加强冷工序，采用室温水30℃-40℃水进行强冷。这样最终产品的硬度能达到130HB左右。

目前的锻造铝合金商用车轮的一般制造工艺： 6061铝合金圆棒—根据毛坯重量切割成段—加热到400度左右—在6000吨以上的锻压机进行锻造初步成型—强力旋压机最终冷旋成型—T6热处理—机加工—表面处理等。通过对国内几个大型锻造铝合金车轮厂家的车轮硬度采样，国内锻造铝合金商用车轮的硬度普遍在120HB左右，美国铝业的锻造铝合金商用车轮硬度普遍在130HB左右。锻造铝合金商用车轮的表面状态为双面精车和抛光两种状态，车轮为较大尺寸产品，如果采用特殊表面处理例如硬质阳极氧化、微弧氧化陶瓷层等方法提高车轮硬度，难度大、费用高、成本增加太多；本项目研究基于现有的生产工艺，通过棒料低温加热和增加毛坯强冷工序，在保证符合产品机械性能的要求的前提下，使我公司锻造铝合金商用车轮的硬度值达到130MPa左右。

近十年来，各大客车、卡车车厂使用锻造铝合金车轮的比例大幅度增加。由于国内客车、卡车等商用车的载荷大，经常跑长途，使用情况特别复杂，因而对车轮的性能要求很高。目前，铝合金锻造商用车轮机械性能已达到国家标准，但近年来客车、卡车等商用车在行驶过程中仍存在铝合金车轮轮缘磨损问题。一部分铝合金车轮的轮缘磨损后形成了锋利的棱角，极易割裂轮胎，存在安全隐患。根据调查，铝合金轮毂在使用5万公里左右、出现轻微磨损趋势期间，车轮使用方如果不及时采取有效保养措施，会加速轮缘磨损的速度。因此为了减缓铝合金车轮轮缘磨损速度，如何提升锻造铝合金商用车轮的硬度是非常有必要的课题研究。本项目研究基于现有的生产工艺，通过棒料低温加热和增加毛坯强冷工序，在保证符合产品机械性能要求的前提下，将锻造铝合金商用车轮的硬度值提高到130HB左右。通过对我公司正在量产的2种锻造铝合金商用车轮进行实验，经实验验证的2款锻造铝合金商用车轮一直采用该工艺进行热处理生产，累计投入毛坯43000件，热处理性能结果稳定，硬度值控制在130HB左右，产品后序生产未出现外观质量异常，未见产品因热处理原因产生的异常反馈。

近年国内道路运输物流行业的高速发展，国内商用车客户对车辆的要求也越来越高，相比于服务和品牌，用户更关注车辆的耐用程度和自重。锻造铝合金车轮对交通运输业车辆轻量化可持续发展的支持，在卡车、挂车和客车等商用车降低油耗和减少碳排放等方面有无可比拟的优势和锻造铝合金车轮独特的工艺、自身自重更轻及铝合金材料可无限循环回收使用的优良特性，使得锻造铝合金车轮在车辆轻量化发展过程必将引领中国道路运输业车辆的出行在未来更经济、安全、环保。本项目研究基于现有的生产工艺，通过棒料低温加热和增加毛坯强冷工序，在保证符合产品机械性能的要求的前提下，将锻造铝合金商用车轮的硬度值提高到130HB左右。通过对我公司正在量产的2种锻造铝合金商用车轮进行实验，应用7种工艺方案，综合对比7种热处理后的屈服强度、抗拉强度、延伸率等性能结果，差别不大，但硬度值最高的为第7种工艺方案，最终确定棒料低温加热、切边扩口后加强冷工序、热处理后加强冷工序三者同时增加的工艺匹配最佳，并且相对于原工艺硬度能得到明显提升。

随着近年来我国汽车市场持续发展，中国乃至世界汽车保有量的不断增加，市场对汽车铝合金车轮产品的需求日益提高。近年内国内锻造车轮厂家做的有声有色，生产锻造铝合金商用车轮的厂家如中信戴卡、戴卡宏鑫、江苏珀然锻造、华安正兴、台湾富成等，目前的锻造铝合金商用车轮的一般制造工艺为： 6061铝合金圆棒—根据毛坯重量切割成段—加热到400度左右—在6000吨以上的锻压机进行3到4次的锻造初步成型—强力旋压机最终冷旋成型—T6热处理—机加工—表面处理等。通过对国内几个大型锻造铝合金车轮厂家的车轮硬度采样，国内锻造铝合金商用车轮的硬度普遍在120HB左右，美国铝业的锻造铝合金商用车轮硬度普遍在130HB以上。
本项目研究基于现有的生产工艺，通过棒料低温加热，加热炉的设定温度下限设定为450℃，上限设定为500℃；加热后棒料温检温度设定值470℃；锻后温度控制在420℃以上。锻造毛坯扩口后增加强冷工序，采用室温水30℃-40℃水进行强冷清洗。热处理后毛坯，即人工时效出炉后增加强冷工序，采用室温水30℃-40℃水进行强冷。这样最终产品的硬度能达到130HB左右。

12、利润级：开始盈利且利润超过总投入的10%

市场状况

市场分析

商业模式

营销状况

随着现代汽车节能降耗要求的不断高涨，安全和环保法规日趋严格，汽车轻量化的要求更为迫切。和目前商用车轻量化发展过程中出现的其它零部件解决方案相比，锻造铝合金车轮替换方便，制造工艺成熟，成本最低，产生的经济效益最高。近十年来，各大客车、卡车车厂使用锻造铝合金车轮的比例大幅度增加，但是国内客车、卡车等商用车的载荷大，经常跑长途，使用情况特别复杂，因而对车轮的性能要求很高。通过对国内几个大型锻造铝合金车轮厂家的车轮硬度采样，国内锻造铝合金商用车轮的硬度普遍在120HB左右，美国铝业的锻造铝合金商用车轮硬度普遍在130HB以上。本项目研究基于现有的生产工艺，通过棒料低温加热和增加毛坯强冷工序，在保证符合产品机械性能的要求的前提下，将锻造铝合金商用车轮的硬度值提高到130HB左右。

转化需求状况

拟采取的转化方式：

技术许可

资金需求额：

300万元

应用推广已投入情况：

300万元

融资用途：

市场开拓

管理团队状况

公司治理结构

公司管理结构