Processus de fabrication de roues forgées en alliage d'aluminium

1. Préparation des matières premières

• Sélection de matériaux en alliage d'aluminium: Les roues forgées en alliage d'aluminium adoptent généralement des alliages d'aluminium à haute résistance, tels que les alliages d'aluminium 6061 ou 7075. L'alliage d'aluminium 6061 a une bonne usinabilité, une bonne résistance à la corrosion et une résistance modérée, ce qui convient aux roues hautes performances générales. L'alliage d'aluminium 7075 a une résistance encore plus élevée, proche de celle de nombreux aciers, mais il est légèrement plus difficile à traiter. Ces matériaux en alliage d'aluminium sont achetés sous forme de lingots d'aluminium, et la pureté et la qualité des lingots d'aluminium ont un impact crucial sur les performances finales des roues.
• Inspection des matériaux: Avant utilisation, les lingots d'aluminium doivent être soumis à une inspection stricte. Le contenu de l'inspection comprend une analyse de la composition chimique pour garantir que la teneur en principaux éléments d'alliage tels que l'aluminium, le magnésium et le silicium répond aux normes. Dans le même temps, les défauts internes des matériaux, tels que les pores et les inclusions, doivent également être vérifiés. La détection des défauts par ultrasons, la détection des défauts par radiographie et d'autres moyens sont utilisés pour garantir la qualité des matériaux.

2. Processus de forgeage

• Traitement thermique: Tout d'abord, les lingots d'aluminium sont chauffés à une température de forgeage appropriée, généralement comprise entre 400 et 500 degrés Celsius. Cette plage de température permet aux matériaux en alliage d'aluminium d'avoir une bonne plasticité, facilitant ainsi le traitement de forgeage ultérieur. Le processus de chauffage nécessite un contrôle précis de la température car si la température est trop élevée, elle peut entraîner une surchauffe des matériaux et une croissance des grains, affectant les propriétés mécaniques des roues ; si la température est trop basse, la résistance à la déformation des matériaux augmentera, augmentant la difficulté de forgeage et pouvant même entraîner des défauts de forgeage.
• Forgeage initial (Refoulement): Les lingots d'aluminium chauffés sont placés dans les moules de l'équipement de forgeage pour le forgeage initial, principalement l'opération de refoulement. Grâce à l'application d'une pression énorme par la presse, les lingots d'aluminium sont comprimés dans la direction axiale dans les moules, augmentant leur diamètre et diminuant leur hauteur. Cette étape peut initialement améliorer la structure organisationnelle des matériaux, les rendant plus compacts et posant les bases du forgeage ultérieur.
• Formage Forgeage: Après le refoulement, le forgeage est effectué. Les billettes qui ont subi le forgeage initial sont placées dans les moules avec la forme des roues, et par de multiples opérations d'emboutissage ou de matriçage, les billettes sont progressivement formées dans la forme de base des roues. Dans ce processus, la conception et la précision des moules sont d'une importance vitale. La cavité des moules doit être usinée avec précision en fonction des exigences de conception spécifiques des roues, y compris la forme des rayons et la taille des jantes. Pendant le processus de forgeage, l'amplitude et la direction de la pression, la vitesse de forgeage et d'autres paramètres doivent également être strictement contrôlés pour garantir la précision dimensionnelle et la qualité de surface des roues.

3. Usinage

• Traitement de tournage: Les ébauches de roues forgées doivent être soumises à un traitement de tournage pour obtenir des dimensions précises et une bonne finition de surface. Sur le tour, divers outils de coupe sont utilisés pour tourner les jantes, les rayons et d'autres parties des roues. Par exemple, pour la partie jante, les dimensions précises pour l'installation des pneus doivent être tournées pour assurer un ajustement serré entre les pneus et les roues ; pour la partie rayons, la forme et l'épaisseur requises par la conception doivent être tournées. Pendant le processus de tournage, la sélection des paramètres de coupe (tels que la vitesse de coupe, la vitesse d'avance, la profondeur de coupe) doit être optimisée en fonction des caractéristiques des matériaux en alliage d'aluminium et des exigences de précision d'usinage des roues pour garantir la qualité de l'usinage et améliorer l'efficacité de l'usinage.
• Perçage et fraisage: Pour installer les tiges de soupape, les boulons et d'autres composants, des opérations de perçage doivent être effectuées sur les roues. La précision de positionnement et la précision du diamètre du trou du perçage sont très élevées et, en général, des machines de perçage CNC sont utilisées pour le réaliser. De plus, pour certaines formes de rayons complexes ou textures de surface décoratives, un traitement de fraisage est également nécessaire. Le fraisage peut traiter divers motifs ou formes exquis sur la surface des roues, augmentant ainsi l'esthétique des roues.

4. Traitement de surface

• Nettoyage et prétraitementAvant le traitement de surface, les roues doivent être nettoyées pour éliminer les impuretés telles que les taches d'huile et les copeaux métalliques laissés par le processus d'usinage. Après le nettoyage, un prétraitement est effectué, tel qu'une gravure chimique ou un prétraitement par oxydation anodique. La gravure chimique peut donner à la surface de la roue une structure rugueuse microscopique, augmentant l'adhérence des revêtements ultérieurs ; le prétraitement par oxydation anodique peut former un film d'oxyde dense sur la surface de la roue, améliorant ainsi sa résistance à la corrosion.
• Peinture ou galvanoplastie: Selon les exigences du client et les exigences de conception, les roues peuvent être peintes ou galvanisées. La peinture peut offrir une grande variété de choix de couleurs et peut protéger la surface de la roue contre la corrosion et l'usure. Pendant le processus de peinture, une couche d'apprêt est d'abord réalisée. L'apprêt peut améliorer la force de liaison entre le revêtement et le substrat de la roue ; puis la couche de finition est peinte, et la couche de finition peut fournir une belle apparence et la brillance requise. Le traitement de galvanoplastie est principalement utilisé pour obtenir un effet d'aspect métallique, tel que le chromage, le nickelage, etc. La couche de galvanoplastie a non seulement de bonnes propriétés décoratives, mais peut également améliorer la résistance à la corrosion des roues dans une certaine mesure.

5. Contrôle de la qualité

• Contrôle de la précision dimensionnelle: Des équipements de mesure de précision tels que des machines de mesure de coordonnées sont utilisés pour détecter les différentes dimensions des roues, notamment le diamètre de la jante, l'épaisseur des rayons et la largeur de la roue. Assurez-vous que ces dimensions répondent aux exigences des dessins de conception et que les tolérances sont contrôlées dans les plages spécifiées. Tout écart dimensionnel peut entraîner des problèmes de compatibilité entre les roues et les véhicules, affectant la sécurité de conduite des véhicules.
• Inspection des propriétés mécaniques: Des tests de propriétés mécaniques sont effectués sur les roues, tels que des tests de traction, des tests d'impact et des tests de fatigue. Le test de traction permet de détecter la résistance et la ductilité des matériaux des roues ; le test d'impact est utilisé pour évaluer la capacité anti-destruction des roues lorsqu'elles sont soumises à des forces d'impact soudaines ; le test de fatigue simule la situation de contrainte des roues pendant une utilisation à long terme et vérifie s'il y aura des fissures de fatigue et d'autres défauts. Ce n'est qu'en réussissant ces contrôles stricts des propriétés mécaniques que la sécurité et la fiabilité des roues en utilisation réelle peuvent être garanties.
• Contrôle de la qualité de l'apparence: Une inspection complète de l'apparence des roues est effectuée, y compris la planéité de la surface, la qualité du revêtement, la présence de rayures ou de défauts, etc. La planéité de la surface affecte directement l'esthétique des roues et les performances aérodynamiques pendant la conduite ; la qualité du revêtement est liée à la résistance à la corrosion et à la durabilité de l'apparence des roues ; les rayures ou les défauts peuvent devenir les points de départ de la corrosion, réduisant la durée de vie des roues.