Herstellungsprozess von geschmiedeten Rädern aus Aluminiumlegierung

1. Vorbereitung der Rohstoffe

• Auswahl von Aluminiumlegierungsmaterialien: Für geschmiedete Räder aus Aluminiumlegierungen werden normalerweise hochfeste Aluminiumlegierungen verwendet, wie beispielsweise 6061 oder 7075 Aluminiumlegierungen. Die 6061 Aluminiumlegierung ist gut bearbeitbar, korrosionsbeständig und weist eine mäßige Festigkeit auf, was sie für allgemeine Hochleistungsräder geeignet macht. Die 7075 Aluminiumlegierung hat eine noch höhere Festigkeit, die der vieler Stähle nahekommt, ist aber etwas schwieriger zu verarbeiten. Diese Aluminiumlegierungsmaterialien werden in Form von Aluminiumbarren gekauft, und die Reinheit und Qualität der Aluminiumbarren haben einen entscheidenden Einfluss auf die endgültige Leistung der Räder.
• Materialprüfung: Vor der Verwendung müssen die Aluminiumbarren einer strengen Prüfung unterzogen werden. Zu den Prüfinhalten gehört eine Analyse der chemischen Zusammensetzung, um sicherzustellen, dass der Gehalt der Hauptlegierungselemente wie Aluminium, Magnesium und Silizium den Standards entspricht. Gleichzeitig müssen auch die inneren Defekte der Materialien wie Poren und Einschlüsse überprüft werden. Ultraschall-Fehlererkennung, Röntgenfehlererkennung und andere Mittel werden verwendet, um die Qualität der Materialien zu gewährleisten.

2. Schmiedeprozess

• Wärmebehandlung: Zunächst werden die Aluminiumbarren auf einen geeigneten Schmiedetemperaturbereich erhitzt, im Allgemeinen zwischen 400 und 500 Grad Celsius. Dieser Temperaturbereich verleiht den Aluminiumlegierungsmaterialien eine gute Formbarkeit, was die nachfolgende Schmiedeverarbeitung erleichtert. Der Erhitzungsprozess erfordert eine genaue Kontrolle der Temperatur, denn eine zu hohe Temperatur kann zu einer Überhitzung der Materialien und zu Kornwachstum führen, was die mechanischen Eigenschaften der Räder beeinträchtigt. Ist die Temperatur zu niedrig, erhöht sich der Verformungswiderstand der Materialien, was das Schmieden erschwert und sogar zu Schmiedefehlern führen kann.
• Anfängliches Schmieden (Stauchen): Die erhitzten Aluminiumbarren werden für den ersten Schmiedevorgang, hauptsächlich den Stauchvorgang, in die Formen der Schmiedeanlage gelegt. Durch die Anwendung enormen Drucks durch die Presse werden die Aluminiumbarren in den Formen in axialer Richtung komprimiert, wodurch ihr Durchmesser zunimmt und ihre Höhe abnimmt. Dieser Schritt kann zunächst die Organisationsstruktur der Materialien verbessern, sie kompakter machen und die Grundlage für das nachfolgende Formschmieden legen.
• Umformen Schmieden: Nach dem Stauchen wird das Formschmieden durchgeführt. Die zunächst geschmiedeten Knüppel werden in die Formen mit der Form der Räder gelegt und durch mehrere Stanz- oder Gesenkschmiedevorgänge werden die Knüppel nach und nach in die Grundform der Räder gebracht. Bei diesem Verfahren sind das Design und die Präzision der Formen von entscheidender Bedeutung. Die Hohlräume der Formen müssen entsprechend den spezifischen Designanforderungen der Räder, einschließlich der Form der Speichen und der Größe der Felgen, präzise bearbeitet werden. Während des Schmiedeprozesses müssen auch die Größe und Richtung des Drucks, die Schmiedegeschwindigkeit und andere Parameter streng kontrolliert werden, um die Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität der Räder sicherzustellen.

3. Bearbeitung

• Drehbearbeitung: Die geschmiedeten Radrohlinge müssen einer Drehbearbeitung unterzogen werden, um präzise Abmessungen und eine gute Oberflächengüte zu erzielen. Auf der Drehbank werden verschiedene Schneidwerkzeuge verwendet, um die Felgen, Speichen und andere Teile der Räder zu drehen. Beispielsweise müssen für den Felgenteil die genauen Abmessungen für die Montage der Reifen gedreht werden, um einen festen Sitz zwischen den Reifen und den Rädern sicherzustellen; für den Speichenteil müssen die vom Design geforderte Form und Dicke gedreht werden. Während des Drehvorgangs muss die Auswahl der Schnittparameter (wie Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit, Schnitttiefe) entsprechend den Eigenschaften der Aluminiumlegierungsmaterialien und den Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit der Räder optimiert werden, um die Bearbeitungsqualität sicherzustellen und die Bearbeitungseffizienz zu verbessern.
• Bohren und Fräsen: Um Ventilschäfte, Bolzen und andere Komponenten zu montieren, müssen Bohrarbeiten an den Rädern durchgeführt werden. Die Positionsgenauigkeit und die Genauigkeit des Lochdurchmessers beim Bohren sind sehr hoch, und normalerweise werden CNC-Bohrmaschinen verwendet, um dies durchzuführen. Darüber hinaus ist für einige komplexe Speichenformen oder dekorative Oberflächenstrukturen auch eine Fräsbearbeitung erforderlich. Durch Fräsen können verschiedene exquisite Muster oder Formen auf der Oberfläche der Räder bearbeitet werden, wodurch die Ästhetik der Räder verbessert wird.

4. Oberflächenbehandlung

• Reinigung und Vorbehandlung: Vor der Oberflächenbehandlung müssen die Räder gereinigt werden, um Verunreinigungen wie Ölflecken und Metallspäne aus dem Bearbeitungsprozess zu entfernen. Nach der Reinigung wird eine Vorbehandlung durchgeführt, beispielsweise chemisches Ätzen oder anodische Oxidationsvorbehandlung. Durch chemisches Ätzen kann die Radoberfläche eine mikroskopisch kleine raue Struktur bilden, wodurch die Haftung nachfolgender Beschichtungen verbessert wird. Durch anodische Oxidationsvorbehandlung kann ein dichter Oxidfilm auf der Radoberfläche gebildet werden, wodurch die Korrosionsbeständigkeit verbessert wird.
• Lackieren oder Galvanisieren: Je nach Kundenwunsch und Designanforderungen können die Räder lackiert oder galvanisiert werden. Durch das Lackieren kann eine große Farbauswahl geboten werden und die Radoberfläche kann vor Korrosion und Verschleiß geschützt werden. Während des Lackiervorgangs wird zuerst eine Grundierung aufgetragen. Die Grundierung kann die Bindungskraft zwischen der Beschichtung und dem Radsubstrat verbessern. Anschließend wird die Deckschicht aufgetragen, die für ein schönes Aussehen und den erforderlichen Glanz sorgen kann. Die galvanische Behandlung wird hauptsächlich verwendet, um einen metallischen Aussehenseffekt zu erzielen, wie z. B. Verchromen, Vernickeln usw. Die galvanische Schicht hat nicht nur gute dekorative Eigenschaften, sondern kann auch die Korrosionsbeständigkeit der Räder bis zu einem gewissen Grad verbessern.

5. Qualitätskontrolle

• Prüfung der Maßgenauigkeit: Präzisionsmessgeräte wie Koordinatenmessgeräte werden verwendet, um die verschiedenen Abmessungen der Räder zu ermitteln, darunter Felgendurchmesser, Speichendicke und Radbreite. Stellen Sie sicher, dass diese Abmessungen den Anforderungen der Konstruktionszeichnungen entsprechen und die Toleranzen innerhalb der angegebenen Bereiche kontrolliert werden. Jede Maßabweichung kann zu Kompatibilitätsproblemen zwischen den Rädern und den Fahrzeugen führen und die Fahrsicherheit der Fahrzeuge beeinträchtigen.
• Prüfung mechanischer Eigenschaften: An den Rädern werden mechanische Eigenschaftstests durchgeführt, wie Zugfestigkeitstests, Aufpralltests und Ermüdungstests. Der Zugfestigkeitstest kann die Festigkeit und Duktilität der Radmaterialien feststellen; der Aufpralltest wird verwendet, um die Zerstörungsfestigkeit der Räder bei plötzlichen Aufprallkräften zu bewerten; der Ermüdungstest simuliert die Belastungssituation der Räder bei längerem Gebrauch und prüft, ob Ermüdungsrisse und andere Defekte auftreten. Nur durch das Bestehen dieser strengen Prüfungen der mechanischen Eigenschaften kann die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Räder im tatsächlichen Gebrauch gewährleistet werden.
• Qualitätsprüfung des Erscheinungsbilds: Es wird eine umfassende Prüfung des Aussehens der Räder durchgeführt, einschließlich der Ebenheit der Oberfläche, der Qualität der Beschichtung, ob Kratzer oder Schönheitsfehler vorhanden sind usw. Die Ebenheit der Oberfläche wirkt sich direkt auf die Ästhetik der Räder und die aerodynamische Leistung während der Fahrt aus. Die Qualität der Beschichtung hängt mit der Korrosionsbeständigkeit und der Haltbarkeit des Aussehens der Räder zusammen. Kratzer oder Schönheitsfehler können Ausgangspunkte für Korrosion sein und die Lebensdauer der Räder verkürzen.