摘要：本文主要简单介绍了汽车铝合金轮毂铸造的成型方法和工艺流程，分析了汽车铝合金轮毂铸造的相关技术，探讨了汽车铝合金轮毂铸造工艺的有效控制策略，旨在加强对汽车铝合金轮毂铸造工艺的研究，把控该项工艺实施的要点，基于实际情况选择适宜的合金材料，从多方面来把控各项工艺指标，从而保障汽车铝合金轮毂铸造工艺应用质量，提升汽车机械性能，促进汽车制造行业的可持续发展。

关键词：汽车；铝合金；轮毂铸造；工艺应用

近年来，随着我国社会经济的高速发展，汽车制造行业也随之蓬勃发展，取得了不错的成绩，受到人们的广泛关注，必须予以高度重视，不容忽视。铝合金部件是汽车制造过程中的重要组成部分，汽车铝合金轮毂铸造工艺代替了传统的轮毂工艺，其优势在于材料轻便，具有较高的安全性，有利于简化铸造工艺流程，取得了不错的应用效果，既能够在一定程度上提高汽车的加速性能，又可以降低汽油的能源消耗。需进一步加强对汽车铝合金轮毂铸造工艺的研究，把控好相关技术要点，从多方面来提升汽车铝合金轮毂铸造工艺应用水平，保障汽车制造质量，实现汽车制造效益最大化。

一、汽车铝合金轮毂铸造的成型方法和工艺流程

（一）成型方法

汽缸盖、发动机置挂支架、进气歧管、齿轮室和轮毂等都是汽车零部件，每一个零部件的应用，都会在一定程度上影响汽车的整体性能。其中轮毂有着丰富的种类，结构类型选择较多，适用于不同的汽车型号。汽车制造过程中对精度要求的不同，也会选择不同的轮毂。在科学技术日新月异的当下，汽车轮毂成型方法有了新的发展，常见的有锻造法、铸造法、半固态模锻成型工艺等。汽车铝合金轮毂的成型方法开始朝着半固态铸造方向发展，不再应用传统的低压铸造法，有了较大的进步[1]。

（二）工艺流程

汽车的车型、性能，会对汽车铝合金轮毂精度产生较大的影响，在这种情况下，汽车铝合金轮毂精度具有多样化，形成了不同的汽车轮毂结构、种类。传统的汽车轮毂制造缺乏针对性，无法满足于当下多种汽车型号的需求，不利于推动汽车制造行业的现代化发展。汽车铝合金轮毂铸造工艺并不简单，其较为繁杂，涉及多个工序，但符合当下汽车制造行业发展的需求，其工艺流程如下：首先，要对铸件工艺进行科学分析，然后绘制相应的铸造图纸，根据要求来设计制造工装磨具，做好浇筑工作，进行有效的热处理，交付铸件和试加工，修整好磨具开始试生产，最后要客观评审整体质量，编制工艺文件，做好总结归档工作。在该工艺流程应用过程中，需要引入先进的科学技术，充分发挥挤压铸造方式的作用，提高汽车轮毂铸造工艺水平[2]。

二、汽车铝合金轮毂铸造的相关技术

（一）压力铸造

在进行汽车铝合金轮毂铸造的时候，可采用压力铸造方式，这是较为常见的铸造工艺，主要是利用高压作用，在高速度环境下将铝合金液体填充于型腔中，通过一定的压力来迫使铝合金液体呈现出凝固状态，从而得到铸件。压力铸造工艺所生产的铝合金轮毂有着较好的机械性能，具有一定的致密性，强度、表面硬度都比较高，而且铸件尺寸、表面的光滑性都能达到规定要求。但压力铸造技术的缺点在于热处理的时候，难以改善集线器的性能。填充铝合金液体的时候，速度非常快，腔内会存在一定的气体，难以完全消除，没有被消除的气体，会通过孔隙形式存在于铸孔中，在一定程度上影响了铸件质量。基于此，应当加强对压力铸造工艺的研究，引入先进科学技术，开发无孔压铸工艺、氧化压铸工艺等，以继承传统压力铸造工艺的优势，改善毛孔问题，以提高铝合金轮毂的机械性能，使之适用于当下先进型号的汽车制造[3]。

（二）低压铸造

低压铸造是传统的汽车轮毂铸造方式，其是在坩埚中直接装入铝合金液体，保持一定的气密性，液体的温度要一直控制在铸造工艺温度要求范围内，利用压缩空气来促使坩埚和腔体之间形成压力差，以便于在低压作用下，坩锅液体于上升管中升起，直接押入坩锅，于浇口相连接，直至坩锅模具中，从而生产出铝合金铸件。这种方式的优势在于有着较好的成型效果，而且具有较高的稳定性，所生产的铝合金铸件纯度非常高，生产效和接受率都比较高。该技术在日本丰田、美国福特等品牌汽车的制造中有着不错的应用，但仍有不足。所需要花费的铸造时间相对来说较长，而且对生产设备的要求比较高，需要较大的投资成本，铝合金液体在提升的过程中容易损坏上升管。在当下的发展过程中，应当进一步解决低压铸造工艺应用中的问题[4]。

（三）重力加压铸造

重力加压铸造方式，将传统的重力铸造方式和压力铸造方式相结合，主要是指在实际铸造过程中，于重力作用下完成填充工序，铝合金液体在压力作用下呈现凝固状态。该方式继承了重力铸造、压力铸造的工艺优势，能够在一定程度上弥补铸造过程中的不足。其特点在于铸造体积小，铝合金液体利用率比较高，具有不错的应用前景。而且浇注系统结构相对来说比较简单，能够在一定程度上降低铸件废渣状况的发生，可提高铸件产量。喷口的位置距离模具中心较远，在一定压力作用下，晶体凝固可提高铸件的进给效果，强化车轮的机械性能。所需要的设备成本并不高，铸件凝固顺序能够通过增加冷却风道来进行调节，不会出现收缩腔问题。

三、汽车铝合金轮毂铸造工艺的有效控制策略

（一）选取适宜的铸造方式

在实施汽车铝合金轮毂铸造工艺的时候，应当根据实际情况选择适宜的铸造方式。其中，低压铸造法的使用较为广泛，有着不错的性价比，能够兼顾最终的生产效果和经济成本，在保证汽车铝合金轮毂生产质量，满足使用要求的前提下，可进一步降低生产成本，减少能源消耗。实际铸造过程中，可充分发挥压缩空气的作用，使之保持洁净、干燥，于保温炉中向铝合金液施加压力，使之通过升液管和浇注系统，上升至铸造及模具型腔中[5]。之后依然要保持二十千帕至六十千帕的压力值，铸件凝固之后便可以释放压力。实际应用中可发现利用低压铸造法，可起到不错的填充效果和题成型效果，铸件的致密性有所提升，缩松问题较少。

（二）合理控制铸造技术指标，优选材料配比参数

要合理把控汽车铝合金轮毂铸造技术执笔哦啊，各指标的实际情况将直接影响最终的工艺效果。选取指标的时候要从多方面进行参考，根据具体材料来进行把控。比如说铝合金轮毂的尺寸是十八寸，那么轮毂的制定部位至少要满足二类要求。铸造过程中还需要关注于热处理环节，必须严格按照相关标准要求来执行作业，完成热处理之后的铝合金，力学性能要超过四百六十兆帕。与此同时，还要按照相关级别的要求来进行验收，确保各项指标参数达标[6]。

确定好铸造方式之后，便要按照相关流程来执行作业，进行铸造。在这个过程中还应当选择适宜的铝合金材料，把控好材料的配比参数，基础材料、辅助材料的比例要合理。比如说如若采用的是硬铝合金材质，那么该材料中的镁、铜等不太容易满足于轮毂可塑性设计要求，而硬铝合金属中的锌、铜等更具可塑性。不同的金属有着不同的优势，化学成分也有所不同，需要根据实际情况来进行相应的选择，必须达到规定的配比要求，以保障机械加工性能，使之具备较高的硬度、强度。

（三）确定浇铸尺寸

在应用汽车铝合金轮毂铸造工艺的时候，要确定浇铸尺寸，需做到以下几点：

一是在铸造过程中，可使用金属型腔模具，将铸型分为三部分，其中一部分是上模、一部分是下模，另一部分则是侧模。上、下模可使用热作磨具钢材料，侧模可选择QT400模具钢材料。确定型腔尺寸的时候，要考虑冷却顺序的渐变度，基于加工余量来思考，大部分情况下，上部要厚于下部，超过厚度至少要达到零点五毫米至一毫米范围内[7]。

二是要根据低压铸造工艺的特点和要求，来确定壁厚。实际铸造过程中，铸件凝固要实施有效的控制作业。不同部位的汽车铝合金轮毂，壁厚也有所不同，凝固时间难以统一。基于此，在设计工艺方案的时候，就要先了解每一个部分的壁厚，然后据此来实施有效措施控制冷却强度。比如说，在铸造过程中，中间铸口部位的壁厚相对来说最薄，那么需要加快其冷却凝固速度。

三是要优化设计排气系统。就目前而言，在低压铸造施工过程中，主要是利用排气槽、排气塞来进行排气，可于上模芯组建周边设置排气槽，以V形最佳，排气槽的深度应当控制在零点八毫米至一毫米之间，彼此间隔要达到五毫米。可将尺寸为零点四毫米的排气槽，安设于上模芯组件和分流锥的配合位置，并留出一定的推杆间隙，把控好排气槽的深度和间隔距离再增设排气槽，使用排气塞来提升整体的排气效果。

（四）优化热处理工艺

在进行汽车铝合金轮毂铸造的时候，需要不断地优化热处理工艺，需要把控好以下几个工艺参数：

一是控制固溶温度。热处理工艺需要有效把控固溶温度，如若温度过热，那么铸件会产生剧烈的氧化反应，使得铝合金成分变化出现问题。实际工艺应用中，要综合考虑铝合金成本配比，结合其性能情况来把控固溶温度，一般控制在五百三十至五百四十摄氏度之间。

二是要控制时效。处理固溶的时候有最佳的时效，包含了人工时效、常温时效两方面。淬火延续时间不可超过三十秒，水温不可过低，否则冷却速度会加快，致使铝合金变形。应当基于合金配比成分，来有效把控淬火水温，将其温度控制在五十摄氏度至七十摄氏度之间。与此同时，还要把控好常温时效阶段，这部分指的是淬火处理之后，至回火处理之间的温度变化，铸件伸长率会随着时间的变化而变化，两者呈现正比关系。时间和抗拉强度、屈服强度呈现反比关系。通过分析经过测试处理之后的铸件硬度，可确定适宜的温度、时间参数，保障热处理工艺的顺利实施，保障最终的工艺效果。一般来说，在实际生产中，可将固溶温度控制在规定范围内，淬火温度把控在六十摄氏度左右，延续时间设置于十五秒以下，时效处理温度应当控制在一百六十摄氏度至一百七十摄氏度之间，保温时间为三至四小时。

三是控制淬火尺寸变形。在对铸件进行热处理的时候，铸件可能发生淬火变形、自重变形等情况，需要及时发现变形并分析其原因，以采取相应的处理措施，从而保障轮毂生产质量。

（五）控制力学性能

在实施汽车铝合金轮毂铸造工艺的时候，还应当对其力学性能指标进行有效控制。应当对影响铸件力学性能指标的各项风险因素进行分析，不断地优化合金配比设计，严格把控铸件充型的完整性，使之保持均匀，防止发生欠铸情况，或是铸件部分疏松，存在气孔。如若未对铸件力学性能进行合理把控，铸件可能出现开裂、贯通性疏松问题，带来严重的质量安全隐患。基于此，可以利用专业的检测设备来检查铸件质量，扫描铸件内部组织，看其是否存在缺陷，无缺陷之后可利用万能实验数据来进一步检测，提高铸件工艺优化设计水平[8]。

结束语

总而言之，应当重视汽车铝合金轮毂铸造工艺的实施，要明确铸造工艺流程，不断地促进轮毂铸造方法的革新，根据实际情况选择适宜的铸造方式，严格把控各项影响因素，以保障铝合金轮毂铸造质量，提高生产效益。当前汽车铝合金轮毂有了新的发展方向，其强度不断地提升，直径逐步扩大，而且总体重量减轻，更加美观。在实际生产过程中应当引入先进的生产工艺，满足新的生产要求。可通过增强激冷，或是补缩的方式，来加快汽车铝合金轮毂的凝固，保障其生产质量。

参考文献

[1]王长军，曾凡伟.汽车铝合金轮毂铸造技术之研究[J].内燃机与配件，2022，（19）：63-65.

[2]莫文锋.基于ProCAST汽车铝合金轮毂铸造数值模拟及其优化[J].河南科技，2022，41（04）：29-35.

[3]白俊，杨小艳.汽车铝合金轮毂铸造工艺研究分析[J].时代汽车，2021，（08）：135-136.

[4]张宾，林波.汽车铝合金轮毂的应用与生产探究[J].内燃机与配件，2020，（13）：126-127.

[5]张海鹏.汽车铝合金轮毂生产工艺研究[J].内燃机与配件，2020，（10）：51-52.

[6]申玉彬，王华翔，于占举.汽车铝合金轮毂铸造工艺研究分析[J].内燃机与配件，2019，（17）：80-81.

[7]吴国瑞，陈晓鹏，张世琪.汽车铝合金轮毂铸造技术工艺应用研究[J].内燃机与配件，2018，（24）：81-82.

[8]姚丹.汽车铝合金轮毂铸造技术工艺应用研究[J].世界有色金属，2018，（04）：241+243.

作者简介：陈亮亮（1985-）男，汉族，江苏南通，本科，工程师，研究方向：铝合金相关加工技术及应用。