汽车铝合金轮毂的应用与生产探究

汽车铝合金轮毂的应用与生产探究

黄挺     , 

上海劲和进出口有限公司       201199

摘要：轮毂是汽车生产的重要部件，发挥着不可取代的重要影响，铝合金则是制造轮毂的常用材料，进入新时期后，铝合金轮毂便非常常见。纵观汽车工业可以发现，近年来人们的汽车需求越来越高，但也随之迎来了激烈挑战和竞争，轮毂质量在一定程度上影响着汽车整体性能，因此，为了能够在激烈竞争中站稳脚跟，汽车工业领域必须关注铝合金轮毂生产。本文便以此为核心展开研究，探讨铝合金轮毂的主要应用优势、生产情况及工艺流程，以期为实际发展提供参考。

关键词：铝合金轮毂；应用；生产

引言：轮毂是一种存在于轮胎内部的金属部件，主要作用为支撑、固定轮胎，由于宽度、材料等元素不同，汽车轮毂的种类丰富多样。在以往多年发展中，汽车基本上都采用的是钢轮毂，但随着社会不断发展，需求不断增加，钢轮毂缺陷逐渐突出，取而代之的是铝合金轮毂。相比之下可以发现，铝合金轮毂的优势远远多于钢轮毂，正因如此，汽车工业领域加强了铝合金材质轮毂的生产投入，推动了铝合金轮毂在汽车生产中的大规模应用。

1.汽车铝合金轮毂的主要应用优势

1.1重量轻

铝合金轮毂可以得到大范围推广的原因之一，便是有着较轻的重量，尤其和钢轮毂相比该优势更加凸显。从同等规格比较，铝合金轮毂的重量只有钢轮毂的三分之一，这不仅可以鲜明看出两者在重量上的差异，也意味着应用铝合金轮毂可以减轻汽车整体重量。这一优势也决定了轮毂可以在严苛条件下运行，因为铝合金轮毂本身的重量较轻，在运行时惯性有所增加，这使得汽车的加速性能也得到优化。就比如，奥迪品牌的汽车在将钢轮毂优化为铝合金轮毂后，轮毂本身的重量减轻了40%左右，车辆整体重量减少，为车辆加速度提供了条件。曾经日本也有学者对两种材质的轮毂进行加速实验，比较两种材质轮毂的汽车在时间、距离条件同等下消耗的时间，最终发现铝合金轮毂在加速时比钢轮毂少用6.4%的时间。不仅如此，在使用铝合金轮毂后还可以有效节约车辆行驶过程消耗的燃油，在实验中还发现，当车速均为20km/小时，行驶路程、燃油量一致时，铝合金轮毂可以比钢轮毂多行驶3.6%的路程[1]。从实验结果足以证明铝合金材质的应用更能提高汽车行驶效率。

1.2散热性较强

铝合金轮毂还有着较强的散热功能。汽车在长时间行驶后，车轮持续运转会产生较高热量，如果轮毂温度过高或无法承受车轮运转产生的温度便会出现爆胎情况，轻则对汽车造成损伤，重则危及驾驶员和乘客人身安全。铝合金轮毂的出现则能够有效避免该情况发生，铝合金材质大大减轻了轮毂和地面的摩擦力，使车轮转动温度保持在适当位置，并不会对轮胎造成负面影响。并且，轮毂的开发和设计应满足实际需要，在行驶汽车时踩刹车是必要行为，但在传统钢轮毂中，如果过于频繁的踩刹车会使轮毂和地面产生巨大摩擦力，该情况下车轮便会受到高温影响。而铝合金轮毂在设计上追求的是科学性、实用性，因为拥有较强的散热能力，在踩刹车时可以通过轮毂散热，显著提高了汽车运行安全性。

1.3安全又舒适

铝合金轮毂的安全舒适性也远远高于钢轮毂。以往汽车在使用钢轮毂行驶时，如果行驶速度过快轮毂便会产生变形，不仅会对车辆行驶带来不便，也会埋下安全隐患。在汽车工业领域发展中对该问题进行了优化，铝合金材料本就有着特殊性，在钢轮毂基础上添加了散热性能，无论对于轮胎还是制动盘都产生积极影响，大大提高了使用寿命。不仅如此，和钢轮毂不同的是，铝合金轮毂通常使用扁平轮胎，这种轮胎的优势在于拥有较强的吸振、缓冲能力。当车辆在凹凸不平的路面上行驶时，人体并不会感到大幅度颠簸，为汽车营造了舒适的行驶环境，而安全舒适也恰好是当代消费者对汽车的追求[2]。

2.汽车铝合金轮毂的生产情况及工艺流程

2.1生产情况

当前汽车工业已经成为国民经济增长的支柱产业，随着社会需求不断增加，铝合金轮毂的优势日益突出，相关领域已将大部分精力用于铝合金轮毂生产。从国内生产实际来看，上海设立了国内最大的生产基地，每年的产量在两千万左右，全国生产3.45亿万只铝合金轮毂，每年生产出的铝合金轮毂可满足75%的汽车使用需求。而且，立足于当下现状看发展趋势，在没有开发全新材料前，铝合金轮毂将持续得到广泛应用，在社会经济不断进步的同时，带动着铝合金轮毂产量、需求的双重提升。现阶段，全球发展倡导的是节能降耗，汽车工业的运行会产生大量排放物，行业需将安全、环保作为持续发展理念。在该情况下，为了可以更好的突出铝合金轮毂优势，同样需将这些理念渗透到轮毂生产过程中。铝合金轮毂凭借多种优势深受人们青睐，已经成为汽车轮毂生产的首选，比如，本田、大众等汽车品牌在生产制造中，已经将原本的钢轮毂替换为铝合金轮毂，在优化汽车整体性能的同时推动着汽车产业革新[3]。

2.2主要工艺流程

铝合金轮毂的生产涉及前期设计、熔化、铸造、加工涂装等流程。其一，前期设计。各行各业都将“顾客是上帝”理念贯穿于全程，汽车制造工业亦是如此。在市场需求、要求逐渐增多的当下，必须把握消费者需要，设计出符合消费者审美、性能需求的工艺轮胎才能保障行业可持续发展。因此，在铝合金轮毂开发设计环节，领域需要做好市场调研工作，以问卷等形式了解消费者真实需求，以此为依据制作出适合的生产方案，并利用3D技术展示轮毂初期模型。

其二，熔化工艺。铝合金轮毂生产需经过熔化，该过程会涉及对应熔化装置，从形式上看轮毂熔化装置比较多元，可根据生产需要组合、分类使用，以此来达到提高轮毂生产效率、优化产品的作用。比如，塔式熔化装置有着较高的熔化性能，且与当代社会提倡的环保要求相符，利用该装置熔化后形成的铝液能够得到提炼。在精炼铝液过程中可使用双气体精炼机，该设备有着较强稳定性，可以满足目前铝合金轮毂生产需求。

其三，铸造。在得到铝液后便进入铸造流程，这也是铝合金轮毂生产的第二个步骤，铸造方法丰富多样，低压铸造工艺比较常见。该工艺目前已实现自动化，符合当代铝合金轮毂生产需要，利用该工艺铸造出的铸件精度、强度均比较高。对于低压铸造工艺来说，决定铸件质量的因素有设备性能、压力控制等，整个生产过程都需密切关注铸件准精度。

其四，加工与涂装。该环节主要对前一步骤生产的铸件进行加工、涂装，检查铸件组织紧密度。加工目的在于确保用于汽车的铝合金轮毂有着良好性能，涂装的目的则在于加强轮毂美观度，避免出现生锈、氧化等情况。涂装环节对环境要求较高，铸件所在空间必须保持清洁，且在后期养护中不宜使用冷水清理轮毂，这样反而会影响轮毂质量及车辆轮胎制动效果。但如果处于高温条件下清理轮毂，也会导致轮毂表面产生化学反应影响美观度，因此，需要严格控制水温清理铝合金轮毂。

结束语：从上述分析中发现，伴随汽车工业不断发展，铝合金轮毂已经成为生产制造首选，虽然在国内的发展时间较短，但却有着广阔的发展前景。与传统钢轮毂相比，铝合金轮毂有着重量轻、散热性强、安全舒适等应用优势。从铝合金轮毂当前生产实际来看，生产需求呈现上升趋势，这对于铝合金材质轮毂开发而言无疑是一大契机。在实际生产过程中主要包含前期设计、铸造等工艺流程，为了保障铝合金轮毂生产质量及应用效果，相关领域必须以长远目光看待各阶段的生产工作，在根本上保障轮毂优质性，从而为汽车工业及轮毂行业发展奠定基础。

参考文献：

[1] 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):2.

[2] 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):2.

[3] 夏雨. 基于UG NX的汽车铝合金轮毂制造工艺研究[J]. 模具制造, 2021(5):9.