比较而言,中国乘用车钢轮生产企业与欧美先进生产企业相比,在材料技术上的研究和应用存在着相当大的差距,同样规格要求的车轮在质量上相差10%以上。目前,国内乘用车钢轮产品,轮辐主要采用高强度低合金钢,轮辋主要采用低碳钢。
3.3.2制造技术
对于钢制车轮,由于钢材的成形性能的限制,目前的汽车钢轮大都采用分体式的车轮结构,即轮辋与轮辐分开制造,且由于轮辋与轮辐的作用和受力情况不同,一般采用不同的钢材进行制造。
钢车轮主要由轮辐和轮辋两部分组成,一般分别制造,然后焊接起来。其中轮辋的制造技术是关键,其制造工艺归纳归纳起来有以下几个方案:1.型钢钢带卷/焊工艺;2.平板钢带卷/焊/滚工艺;3.无缝钢管旋/滚工艺。方案1和方案2制造的轮辋是用型钢或带钢卷焊而成的,轮辋上都有一条贯通的焊缝。在无内胎轮胎广泛使用的今天,很难保证焊缝在交变应力的作用下不漏气,所以这两种方案主要用在轻载汽车的无内胎车轮或中载汽车的有内胎车轮上。
方案3是用大口径薄壁无焊缝钢管,经旋压成不等截面直筒,再滚形成轮辋,这种轮辋没有焊缝,用其制造的车轮在使用过程中不论是重载还是在交变应力作用下都不会漏气。因此用这种工艺制造的车轮可以用于各种类型的汽车上,它逐渐成为钢制车轮的主流工艺。钢制车轮对于制造工艺的要求非常严格,合格的汽车钢轮要经过四大流程,数十道工序。其中,四大流程包括轮辋滚压成形、轮辐冲压成形、组装焊接以及涂装。而每道工序对于最终产品都非常重要。目前,能够生产出合格乘用车钢轮产品的企业屈指可数,在国外已形成寡头垄断的格局。其关键技术主要有以下两点[18]:
(1)轮辋辊压技术轮辋产品制造的主要过程是将卷圆焊接的钢圈通过6道滚压工序成形。为了进一步减轻车轮质量以抵御铝轮的渗透,近年来国外一些车轮企业,除了将轮辋材料以高强度低合金钢或贝氏体钢取代传统的热轧低碳钢之外,在钢圈成形之前增加了旋压工艺,在原本厚度均匀的钢圈上旋压出几道较薄的槽,在轮辋槽底和轮缘受力较大的地方保持材料的原始厚度,而在受力较小的地方减薄材料厚度,从而有效地减轻轮辋的质量。轮辋旋压技术是国际钢轮行业的前沿技术之一,目前处在试验和改进阶段。这种技术一般可以使车轮产品质量进一步减轻10%以上。Magnetto Wheels的法国工厂和Hayes Lemmerz International的西班牙工厂开始投入小批量生产,日本Topy和美国ArvinMeritor称已掌握了这项技术[19]。
(2)轮辐冲压技术车轮轮辐是连接汽车轮毂和轮胎的主要支撑件,也是决定车轮是否美观的关键部件。轮辐需要经过多次冲压方能成形。主要的工艺包括剪切落料、初拉伸、反向拉伸成形、切边、冲螺栓孔翻边、挤螺栓孔、冲风孔、挤毛刺等。就生产方式而言,欧美的车轮厂普遍采用多工位压机连续生产,其压机能力一般在4500~5000t,生产节拍每分钟10~26次,多采用8~10个工位,采用三坐标电子送料系统和快速换模系统,极大地提高了生产效率,个别企业采用单机连线的半自动生产方式。而国内企业尚处在单机手工送料的阶段[20]。
3.2.3前沿钢轮制造技术
目前的主流车轮都是采用先造出固定轮胎的轮辋和连接轮辋与轮毂的轮辐2个配件,然后将二者结合到一起的双轧结构。尽管有能够像铝合金那样进行铸造的整轧车轮,但钢制整轧车轮一直被认为是不可能成功的。德国WF公司率先成功地试制出整体式钢制车轮,首先,使轮盘和轮缘内侧作为一体进行成形。然后利用辊子压制,使轮缘外侧发生隆起和分叉(图3(a)),即借用内侧材料的厚度形成外侧。然后,再利用辊子压到模具上,对形状和厚度分布进行修整(图3(b))。
图3 整体式钢车轮工艺截图
WF公司的此项工艺只须将圆钢板放入1台设备上,约20秒即可完成,而且不需焊接、检查、平衡等工序,因此利用小型设备即可生产。据预测,成本可降低20%。钢材制造的整轧车轮(如图4所示)[21]。

图4 试制的整轧车轮
德国WF公司实现钢制整轧车轮
http://www.qichejishu.com/autotech/2006/0504/article_1103.html







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