Proceso de fabricación de llantas forjadas de aleación de aluminio

1. Preparación de materias primas

• Selección de materiales de aleación de aluminio: Las llantas forjadas de aleación de aluminio suelen adoptar aleaciones de aluminio de alta resistencia, como las aleaciones de aluminio 6061 o 7075. La aleación de aluminio 6061 tiene buena maquinabilidad, resistencia a la corrosión y resistencia moderada, lo que la hace adecuada para llantas de alto rendimiento en general. La aleación de aluminio 7075 tiene una resistencia aún mayor, acercándose a la de muchos aceros, pero es un poco más difícil de procesar. Estos materiales de aleación de aluminio se compran en forma de lingotes de aluminio, y la pureza y la calidad de los lingotes de aluminio tienen un impacto crucial en el rendimiento final de las llantas.
• Inspección de materiales: Antes de su uso, los lingotes de aluminio deben someterse a una inspección estricta. El contenido de la inspección incluye un análisis de la composición química para garantizar que el contenido de los principales elementos de aleación, como el aluminio, el magnesio y el silicio, cumpla con los estándares. Al mismo tiempo, también es necesario verificar los defectos internos de los materiales, como poros e inclusiones. Se utilizan la detección de defectos por ultrasonidos, la detección de defectos por radiografía y otros medios para garantizar la calidad de los materiales.

2. Proceso de forjado

• Tratamiento térmico: En primer lugar, los lingotes de aluminio se calientan a un rango de temperatura de forjado adecuado, generalmente entre 400 y 500 grados Celsius. Este rango de temperatura permite que los materiales de aleación de aluminio tengan una buena plasticidad, lo que facilita el posterior procesamiento de forjado. El proceso de calentamiento requiere un control preciso de la temperatura porque si la temperatura es demasiado alta, puede provocar un sobrecalentamiento de los materiales y el crecimiento del grano, lo que afecta las propiedades mecánicas de las ruedas; si la temperatura es demasiado baja, aumentará la resistencia a la deformación de los materiales, lo que aumentará la dificultad de forjado e incluso puede provocar defectos de forjado.
• Forja inicial (recalcado): Los lingotes de aluminio calentados se colocan en los moldes del equipo de forja para la forja inicial, principalmente la operación de recalcado. Mediante la aplicación de una gran presión por parte de la prensa, los lingotes de aluminio se comprimen en la dirección axial en los moldes, aumentando su diámetro y disminuyendo su altura. Este paso puede mejorar inicialmente la estructura organizativa de los materiales, haciéndolos más compactos y sentando las bases para la forja de conformación posterior.
• Formación de forja: Después del recalcado, se lleva a cabo la forja de formación. Las piezas que han sufrido la forja inicial se colocan en los moldes con la forma de las ruedas y, a través de múltiples operaciones de estampación o forjado en matriz, las piezas se van formando gradualmente en la forma básica de las ruedas. En este proceso, el diseño y la precisión de los moldes son de vital importancia. La cavidad de los moldes debe mecanizarse con precisión de acuerdo con los requisitos de diseño específicos de las ruedas, incluida la forma de los radios y el tamaño de las llantas. Durante el proceso de forjado, la magnitud y la dirección de la presión, la velocidad de forjado y otros parámetros también deben controlarse estrictamente para garantizar la precisión dimensional y la calidad de la superficie de las ruedas.

3. Mecanizado

• Procesamiento de torneado: Las piezas en bruto de las ruedas forjadas deben someterse a un proceso de torneado para lograr dimensiones precisas y un buen acabado superficial. En el torno, se utilizan varias herramientas de corte para tornear las llantas, los radios y otras partes de las ruedas. Por ejemplo, para la parte de la llanta, se deben tornear las dimensiones precisas para instalar los neumáticos para garantizar un ajuste perfecto entre los neumáticos y las ruedas; para la parte de los radios, se debe tornear la forma y el grosor requeridos por el diseño. Durante el proceso de torneado, la selección de parámetros de corte (como velocidad de corte, velocidad de avance, profundidad de corte) debe optimizarse de acuerdo con las características de los materiales de aleación de aluminio y los requisitos de precisión de mecanizado de las ruedas para garantizar la calidad del mecanizado y mejorar la eficiencia del mecanizado.
• Taladrado y fresado: Para instalar vástagos de válvulas, pernos y otros componentes, es necesario realizar operaciones de perforación en las ruedas. La precisión de posición y de diámetro de orificio de la perforación es muy alta y, por lo general, se utilizan máquinas de perforación CNC para completarla. Además, para algunas formas complejas de radios o texturas de superficie decorativas, también se requiere un procesamiento de fresado. El fresado puede procesar varios patrones o formas exquisitas en la superficie de las ruedas, lo que aumenta la estética de las ruedas.

4. Tratamiento de superficies

• Limpieza y pretratamiento: Antes de realizar el tratamiento de la superficie, es necesario limpiar las ruedas para eliminar impurezas como manchas de aceite y virutas de metal que quedan del proceso de mecanizado. Después de la limpieza, se lleva a cabo un tratamiento previo, como el grabado químico o el pretratamiento de oxidación anódica. El grabado químico puede hacer que la superficie de la rueda forme una estructura rugosa microscópica, lo que aumenta la adherencia de los recubrimientos posteriores; el pretratamiento de oxidación anódica puede formar una película de óxido densa en la superficie de la rueda, lo que mejora su resistencia a la corrosión.
• Pintura o galvanoplastia: Según los requisitos del cliente y los requisitos de diseño, las ruedas se pueden pintar o galvanizar. La pintura puede proporcionar una rica variedad de opciones de color y puede proteger la superficie de la rueda de la corrosión y el desgaste. Durante el proceso de pintura, primero se realiza una pintura de imprimación. La imprimación puede mejorar la fuerza de unión entre el revestimiento y el sustrato de la rueda; luego se pinta la capa superior, y la capa superior puede proporcionar una apariencia hermosa y el brillo requerido. El tratamiento de galvanoplastia se utiliza principalmente para obtener un efecto de apariencia metálica, como cromado, niquelado, etc. La capa de galvanoplastia no solo tiene buenas propiedades decorativas, sino que también puede mejorar la resistencia a la corrosión de las ruedas hasta cierto punto.

5. Inspección de calidad

• Inspección de precisión dimensional: Se utilizan equipos de medición de precisión, como máquinas de medición de coordenadas, para detectar las distintas dimensiones de las ruedas, incluido el diámetro de la llanta, el grosor de los radios y el ancho de la rueda. Asegúrese de que estas dimensiones cumplan con los requisitos de los planos de diseño y que las tolerancias se controlen dentro de los rangos especificados. Cualquier desviación dimensional puede provocar problemas de compatibilidad entre las ruedas y los vehículos, lo que afecta a la seguridad de conducción de los vehículos.
• Inspección de la propiedad mecánica: Se realizan pruebas de propiedades mecánicas en las ruedas, como pruebas de tracción, pruebas de impacto y pruebas de fatiga. La prueba de tracción puede detectar la resistencia y ductilidad de los materiales de las ruedas; la prueba de impacto se utiliza para evaluar la capacidad antidestrucción de las ruedas cuando se someten a fuerzas de impacto repentinas; la prueba de fatiga simula la situación de tensión de las ruedas durante el uso a largo plazo y verifica si habrá grietas por fatiga y otros defectos. Solo pasando estas estrictas inspecciones de propiedades mecánicas se puede garantizar la seguridad y confiabilidad de las ruedas en el uso real.
• Inspección de calidad de apariencia: Se lleva a cabo una inspección exhaustiva del aspecto de las ruedas, incluida la planitud de la superficie, la calidad del revestimiento, si hay rayones o imperfecciones, etc. La planitud de la superficie afecta directamente la estética de las ruedas y el rendimiento aerodinámico durante la conducción; la calidad del revestimiento está relacionada con la resistencia a la corrosión y la durabilidad de la apariencia de las ruedas; los rayones o imperfecciones pueden convertirse en los puntos de partida de la corrosión, reduciendo la vida útil de las ruedas.