车轮锻件模锻工艺详解

车轮锻件的模锻是一种通过模具在压力作用下使金属坯料成形为车轮形状的精密锻造工艺。以下是该工艺的关键要点：

1. 工艺特点

• 精密成形：模具控制形状和尺寸，减少后续加工。

• 材料利用率高：近净成形减少浪费。

• 力学性能优：流线连续，强度、疲劳寿命高。

2. 行车轮模锻工艺流程

• 下料：锯切或剪切坯料（常用合金钢如40Cr、35CrMo）。

• 加热：炉加热至1100-1200℃（视材料定）。

• 预锻：初步成形，去除氧化皮。

• 终锻：精密成形，压力可达数千吨。

• 切边冲孔：去除飞边。

• 热处理：调质（淬火+回火）改善性能。

• 精整：校正、表面处理（如喷丸）。

3. 模具设计要点

• 分模面：通常选轮毂中心平面。

• 模腔精度：考虑收缩率（约1-1.5%）。

• 寿命：采用H13热作模具钢，表面渗氮处理。

4. 设备选择

• 热模锻压力机：适合大批量（如汽车轮毂）。

• 液压机：适用于大型车轮（如高铁轮对）。

• 螺旋压力机：中批量生产。

5. 质量控制

• 无损检测：超声波探伤（内部缺陷）、磁粉检测（表面裂纹）。

• 尺寸检验：三维扫描对比CAD模型。

• 力学测试：抽样进行拉伸、冲击试验。

6. 典型缺陷及对策

• 折叠：优化预锻形状，控制金属流动。

• 充不满：提高锻造温度或压力。

• 过热/过烧：严格控制加热炉温。

7. 应用领域

• 汽车轮毂：轻量化铝合金模锻（需多工序锻造）。

• 轨道交通：高铁车轮需特殊钢种（如CL60）。

• 工程机械：重型车轮强调耐磨性。

8. 技术趋势

• 等温模锻：用于钛合金等难变形材料。

• 数值模拟：DEFORM等软件优化工艺参数。

• 自动化：机器人辅助上下料，提升效率。

该工艺适合大批量行车轮锻件生产，需平衡模具成本与产量效益。对于小批量或原型试制，可采用自由锻或环轧替代方案。