CN112809325A - 纳米阻热钢轮毂的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开纳米阻热钢轮毂的生产工艺,包括以下步骤:根据确定成品的轮毂形状,获取热态下的初始坯料;将初始坯料冷却至室温,对其初始坯料的接口处进行热熔不增材对接后,形成阻热钢轮毂毛坯半成品;对阻热钢轮毂毛坯半成品进行去应力退火处理,完成阻热钢轮毂毛坯的制作;对钢轮毂毛坯外表面进行纳米化处理制成纳米阻热钢轮毂毛坯;根据产品图纸要求,完成各工序的加工,最终形成纳米阻热钢轮毂。本发明克服了铸钢和球铁轮毂的缺点,材料采用强度和韧性优良的钢材,经对钢材的延压,初成型,同时加入纳米材料,制成具有强度高、韧性好,内在质量致密无缺陷,且具有阻热效果的钢制轮毂坯料,彻底解决的常规轮毂存在的问题。
Description
技术领域
本发明属于轮毂生产技术领域,具体涉及纳米阻热钢轮毂的生产工艺。
背景技术
我国商用载重车底盘沿用欧美发达国家设计,原设计中轮毂材质为ZG270-500,由于铸钢铸造过程中流动性差,易形成冷隔、气孔等缺陷;同时由于体收缩和线收缩值偏大,铸件内部缩孔、缩松缺陷再所难免;钢水熔点高,极易造成毛坯表面粘砂,影响外观。
随着球铁技术的不断完善,现民用载重车辆轮毂已全部被球铁所替代。但球铁生产中也存在着一些弊端:
1、球铁体收缩和线收缩虽比铸钢小,但也需使用浇冒系统进行补缩,工艺出品率低;而且一但工艺设计不合理,或过程存在变差,极易造成内部缩孔或缩松缺陷,影响产品整体强度,造成安全隐患;
2、球化处理过程中,释放大量烟气,造成一定污染;
3、球化一旦衰退,材料性能急剧下降,给车辆行驶造成安全隐患;
4、传统铸造生产,不可避免需使用砂子,铁液浇注过程中产生的废气、粉尘,以及大量废砂的排放,造成环境污染。
另外无论是铸钢材质、还是球铁材质轮毂,高的导热性能将制动过程产生的大量热量传递到轮毂内部,造成润滑油的失效,客户使用过程中必须定期对轮毂进行维护;即使目前市场高端的免维护轮毂,也需定期往轮毂内加注润滑油。
发明内容
为解决上述问题,本发明公开纳米阻热钢轮毂的生产工艺,克服了铸钢和球铁轮毂的缺点,材料采用强度和韧性优良的钢材,经对钢材的延压,初成型,同时加入纳米材料,制成具有强度高、韧性好,内在质量致密无缺陷,且具有阻热效果的钢制轮毂坯料,彻底解决的常规轮毂存在的问题。
为达到上述目的本发明采用如下技术方案:
纳米阻热钢轮毂的生产工艺,包括以下步骤:
S1:根据确定成品的轮毂形状,获取热态下的初始坯料;
S2:将初始坯料冷却至室温,采用热熔技术,对其初始坯料的接口处进行热熔不增材对接后,形成阻热钢轮毂毛坯半成品;
S3:对阻热钢轮毂毛坯半成品进行去应力退火处理,完成阻热钢轮毂毛坯的制作;
S4:采用纳米技术,对钢轮毂柱面毛坯外表面进行纳米化处理,改变其阻热钢轮毂毛坯表面的热导率,制成纳米阻热钢轮毂毛坯;
S5:根据产品图纸要求,完成各工序的加工,最终形成纳米阻热钢轮毂。
优选的,所述获取热态下的初始坯料包括:
(1)选用30及以上优质碳素结构钢作为原始坯料,并根据确定成品的轮毂形状,确定其原始坯料的展开尺寸及形状;
(2)将确定尺寸及形状的原始坯料加热至一定温度,进行延压初成型,获得规定的热态下的半成品初始坯料;
(3)将具有半成品初始坯料,根据确定轮毂的相应尺寸,将其半成品初始坯料裁切成相应的长度和形状;
(4)在上述基础的前提下,将处于热状态下的、裁切完成的初始坯料进行弯曲成型,制成热态下的初始坯料。
优选的,所述获取热态下的初始坯料还包括:
(a1)根据确定成品的轮毂形状,设计出与轮毂形状完全一致的轧钢用结晶器;
(a2)将符合要求的钢水,注入所述轧钢用结晶器内,浇注温度为1530-1650℃,获得热态下的初始坯料。
优选的,所述采用纳米技术,对钢轮毂柱面毛坯外表面进行纳米化处理,具体过程为:
采用金属表面纳米渗透技术,将阻热纳米材料涂于轮毂柱面毛坯外表面。
优选的,将初始坯料冷却至室温后,需去除所述初始坯料冷接口处或两端处的高温氧化坯料层。
优选的,所述将确定尺寸及形状的原始坯料加热至一定温度,其中一定温度的温度区间为800-1000℃,此外,将处于热状态下的、裁切完成的初始坯料进行弯曲成型,其中弯曲成型的热状态的温度区间为800-1000℃。
优选的,当裁切成相应长度和形状的初始坯料在弯曲成型过程中,温度低于800℃时,需加热至疲劳塑性温度800-1000℃内后进行弯曲成型。
优选的,所述符合要求的钢水具体包括:所述钢水按质量百分比计,其成分为:C:0.22-0.39%;Si:0.17-0.37%;Mn:0.50-0.80%;P≤0.035%;S≤0.035%。
与现有技术相比本发明的有益效果在于:
本发明克服了铸钢和球铁轮毂的缺点,材料采用强度和韧性优良的钢材,经对钢材的延压,初成型,同时加入纳米材料,制成具有强度高、韧性好,内在质量致密无缺陷,且具有阻热效果的钢制轮毂坯料,彻底解决的常规轮毂存在的问题。
延压纳米阻热钢轮毂具有以下优势:
1、产品强度高、韧性好,使用寿命长;
2、产品内在致密,无任何缩孔及缩松缺陷;
3、材料的高强度,可以有效减少产品壁厚,真正达到产品轻量化;
4、采用纳米技术,材料具有良好的阻热性能,可以有效防止外部热量传递,真正达到“免维护”目的;
5、本产品与其装配的轴承同属钢制系列,即使有微量的温升,可与轴承膨胀与收缩比例基本一致,达到装配间隙完美配合。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为实施例1中初始坯料结构示意图;
图2为实施例1中裁切后的初始坯料结构示意图;
图3为实施例1中半成品坯料结构示意图;
图4为实施例1纳米阻热钢轮毂毛坯结构示意图;
图5为实施例2中半成品坯料结构示意图;
图6为实施例2纳米阻热钢轮毂毛坯结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
纳米阻热钢轮毂的生产工艺,包括以下步骤:
S1:根据确定成品的轮毂形状,获取热态下的初始坯料;
S2:将初始坯料冷却至室温,采用热熔技术,对其初始坯料的接口处进行热熔不增材对接后,形成阻热钢轮毂毛坯半成品;
S3:对阻热钢轮毂毛坯半成品进行去应力退火处理,完成阻热钢轮毂毛坯的制作;
S4:采用纳米技术,将阻热纳米材料加入至冷态下的所述阻热钢轮毂毛坯内,改变其阻热钢轮毂毛坯表面的热导率,制成纳米阻热钢轮毂毛坯;
S5:根据产品图纸要求,完成各工序的加工,最终形成纳米阻热钢轮毂。
实施例1
一种延压成型的纳米阻热钢轮毂的生产工艺,包括以下步骤:
选用30及以上优质碳素结构钢作为原始坯料,并根据确定成品的轮毂形状,确定其原始坯料的展开尺寸及形状;
将确定尺寸及形状的原始坯料加热至一定温度,进行延压初成型,获得规定的热态下的半成品初始坯料;
将具有半成品初始坯料,根据确定轮毂的相应尺寸,将其半成品初始坯料裁切成相应的长度和形状;
在上述基础的前提下,将处于热状态下的、裁切完成的初始坯料进行弯曲成型,制成热态下的初始坯料;在上述基础的前提下,将处于800-1000℃热状态下的、裁切完成的初始坯料进行弯曲成型,制成热态下的纳米阻热半成品坯料;若当裁切成相应长度和形状的初始坯料在弯曲成型过程中,温度低于800℃时,需加热至疲劳塑性温度800-1000℃内后进行弯曲成型;
对阻热钢轮毂毛坯半成品进行去应力退火处理,完成阻热钢轮毂毛坯的制作;
采用纳米技术,将阻热纳米材料加入至冷态下的所述阻热钢轮毂毛坯内,改变其阻热钢轮毂毛坯表面的热导率,制成纳米阻热钢轮毂毛坯;
根据产品图纸要求,完成各工序的加工,最终形成纳米阻热钢轮毂。
本实施例中采用热熔技术,将初始坯料置于专用热熔对焊机上,要求的参数如下:
设备功率 | 结合面熔化速度 | 瞬间熔合速度 |
≥2500KW | 1-4mm/s | 30-50mm/s |
实施例2
一种利用轧钢技术、一次完成坯料轧制的纳米阻热钢轮毂的生产工艺,包括以下步骤:
根据确定成品的轮毂形状,设计出与轮毂形状完全一致的轧钢用结晶器;将符合要求的钢水,注入所述轧钢用结晶器内,浇注温度为1530-1650℃,获得热态下的初始坯料,其中,,所述符合要求的钢水具体包括:所述钢水按质量百分比计:C:0.22-0.39%;Si:0.17-0.37%;Mn:0.50-0.80%;P≤0.035%;S≤0.035%。
将初始坯料冷却至室温,采用热熔技术,对其初始坯料的接口处进行热熔不增材对接后,形成阻热钢轮毂毛坯半成品;
对阻热钢轮毂毛坯半成品进行去应力退火处理,完成阻热钢轮毂毛坯的制作;
采用金属表面纳米渗透技术,将阻热纳米材料涂于轮毂柱面毛坯外表面,改变其阻热钢轮毂毛坯表面的热导率,制成纳米阻热钢轮毂毛坯;
根据产品图纸要求,完成各工序的加工,最终形成纳米阻热钢轮毂。
采用金属表面纳米渗透技术,将阻热纳米材料涂于轮毂柱面毛坯外表面,上述阻热钢轮毂毛坯的外表面为轮毂本体的上端外表面和下端外表面。
本发明克服了铸钢和球铁轮毂的缺点,材料采用强度和韧性优良的钢材,经对钢材的延压,初成型,同时加入纳米材料,制成具有强度高、韧性好,内在质量致密无缺陷,且具有阻热效果的钢制轮毂坯料,彻底解决的常规轮毂存在的问题。
在本实施例中采用热熔技术,将初始坯料置于专用热熔对焊机上,要求的参数如下:
设备功率 | 结合面熔化速度 | 瞬间熔合速度 |
≥2800KW | 1-4mm/s | 30-50mm/s |
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进、部件拆分或组合等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.纳米阻热钢轮毂的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1:根据确定成品的轮毂形状,获取热态下的初始坯料;
S2:将初始坯料冷却至室温,采用热熔技术,对其初始坯料的接口处进行热熔不增材对接后,形成阻热钢轮毂毛坯半成品;
S3:对阻热钢轮毂毛坯半成品进行去应力退火处理,完成阻热钢轮毂毛坯的制作;
S4:采用纳米技术,对钢轮毂毛坯外表面进行纳米化处理,改变其阻热钢轮毂毛坯表面的热导率,制成纳米阻热钢轮毂毛坯;
S5:根据产品图纸要求,完成各工序的加工,最终形成纳米阻热钢轮毂。
2.根据权利要求1所述的纳米阻热钢轮毂的生产工艺,其特征在于:所述获取热态下的初始坯料包括:
(1)选用30及以上优质碳素结构钢作为原始坯料,并根据确定成品的轮毂形状,确定其原始坯料的展开尺寸及形状;
(2)将确定尺寸及形状的原始坯料加热至一定温度,进行延压初成型,获得规定的热态下的半成品初始坯料;
(3)将具有半成品初始坯料,根据确定轮毂的相应尺寸,将其半成品初始坯料裁切成相应的长度和形状;
(4)在上述基础的前提下,将处于热状态下的、裁切完成的初始坯料进行弯曲成型,制成热态下的初始坯料。
3.根据权利要求1所述的纳米阻热钢轮毂的生产工艺,其特征在于:所述获取热态下的初始坯料还包括:
(a1)根据确定成品的轮毂形状,设计出与轮毂形状完全一致的轧钢用结晶器;
(a2)将符合要求的钢水,注入所述轧钢用结晶器内,浇注温度为1530-1650℃,获得热态下的初始坯料。
4.根据权利要求2所述的纳米阻热钢轮毂的生产工艺,其特征在于:所述采用纳米技术,对钢轮毂柱面毛坯外表面进行纳米化处理,具体过程为:
采用金属表面纳米渗透技术,将阻热纳米材料涂于轮毂柱面毛坯外表面。
5.根据权利要求2-4所述的任意一项纳米阻热钢轮毂的生产工艺,其特征在于:将初始坯料冷却至室温后,需去除所述初始坯料冷接口处或两端处的高温氧化坯料层。
6.根据权利要求6所述的纳米阻热钢轮毂的生产工艺,其特征在于:所述将确定尺寸及形状的原始坯料加热至一定温度,其中一定温度的温度区间为800-1000℃,此外,将处于热状态下的、裁切完成的初始坯料进行弯曲成型,其中弯曲成型的热状态的温度区间为800-100℃。
7.根据权利要求6所述的纳米阻热钢轮毂的生产工艺,其特征在于:当裁切成相应长度和形状的初始坯料在弯曲成型过程中,温度低于800℃时,需加热至疲劳塑性温度800-1000℃内后进行弯曲成型。
8.根据权利要求3所述的纳米阻热钢轮毂的生产工艺,其特征在于:所述符合要求的钢水具体包括:所述钢水按质量百分比计,其成分为:C:0.22-0.39%;Si:0.17-0.37%;Mn:0.50-0.80%;P≤0.035%;S≤0.035%。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of invention: Production process of nano heat-resistant steel wheel hub Granted publication date: 20240611 Pledgee: Shanxi Xiangning Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: SHANXI TANGRONG MOTOR PARTS MANUFACTURING Group Ltd. Registration number: Y2025980022475 |
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