专利名称：整体式中重型轮圈及其生产方法
技术领域：
本发明属于汽车、拖拉机、三轮车、工程机械零件制造领域，具体的说是一种整体式中重型轮圈及其生产工艺。
背景技术：
原来轮圈的制造多采用结构钢，整体分解按部件轧制、冲压、成形、组装焊接的办法进行生产。此种生产方式存在有①焊合时产生的内应力在使用过程中焊口易发生开焊、断裂，常有不安全事故的发生。②用料规格品种多、设备数量多、吨位重、资金投入大、制造工序多、工艺复杂、成本高。为了降低成本，也有少数厂家采用可锻铸铁整体铸造的方法进行生产，但这种工艺也存在有铸造工艺性差，成品率低，热处理炉窑空间大，周期长，质量差，效率低，不易大批量生产，且机械性能偏低，在中重型轮圈上不易采用。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种整体式中重型轮圈及其生产方法，用该方法生产的车轮在保证不降低性能的前提下有效降低成本低，简化工艺，有利于大批量生产。
本发明的技术方案是整体式中重型轮圈，其特征在于，轮圈的轮辋和轮辐为球墨铸铁整体铸造而成。
上述整体式中重型轮圈的生产方法，其步骤是1)、按轮圈的几何尺寸要求和铸造工艺要求制造零件模型；2)、按以下重量百分比配制型砂新砂30-50％、旧砂70-50％、膨润土4-5％、煤粉2-3％、水份4.5-5.5％混制型砂，型砂透气性≥80％、湿强度0.07-0.1Mpa；3)、以零件模型为型芯用以上型砂捶制砂型；4)、用以下方法配制炉料重量百分比新生铁Q12 60-63％、回炉料30％、废钢7-10％，在冲天炉或电炉中进行熔炼，铁水出炉温度1450℃以上；铁水成份C 4％、Si 1.7％、Mn 0.17％、S 0.06％、P 0.05％；5)、球化处理在一吨铁水包中加入球化剂FeSiMg8E5，加入量按铁水量的1.6～1.8％进行球化处理，孕育剂FeSi75按相对铁水量的0.8％加入、进行孕育处理；6)、浇注将处理后的铁水在10分钟内以不低于1300℃的温度浇入型腔；7)、铸件清理后进行机加工，使零件所要求的尺寸和精度达到图纸要求。
上述整体式球墨铸铁轮圈的生产方法，进一步的方案是按以下重量百分比配制型砂新砂30％、旧砂59％、膨润土4％、煤粉2％、水份5％混制型砂，型砂透气性85％、湿强度0.09Mpa；用以下方法配制炉料新生铁Q12 62％、回炉料30％、废钢8％，在冲天炉或电炉中进行熔炼，铁水出炉温度1500℃；铁水成份C 4％、Si 1.7％、Mn 0.17％、S 0.06％、P 0.05％；球化处理在一吨铁水包中加入球化剂FeSiMg8E5，加入量按铁水量的1.7％进行球化处理，孕育剂FeSi75按相对铁水量的0.8％加入、进行孕育处理；浇注将处理后的铁水在10分钟内以1400℃的温度浇入型腔。
在铸件上附带有金相试块进行金相检测，球化级别不低于4级，炉炉进行机械性能试验，抗拉强度σb＝450-550Mpa、延伸率δ＝15-18％。
本发明的有益效果是
该产品及方法打破多年来社会惯用的传统制造技术，大胆的采用以铸代轧代冲代焊，以铁代钢的办法制造拖拉机、三轮车、载重汽车、工程用车的中型重型系列轮圈生产技术，它的优点是1、机械性能抗拉强度少高于结构钢
2、整体铸造没有焊接内应力、安全、抗氧化、寿命长。
3、工艺简单，有利于大批量生产。
4、投资少，成本低，同样规格的轮圈可降低成本20％。
5、性价比优势明显。
按以上工艺制造的系列轮圈于经国家汽车车轮标准实施监督站第五分站进行检测。车轮弯曲试验报告是试验至额定转数，子样无失效状态，达到设计标准，满足标准规定的对循环转数的性能要求，产品合格。
1、设备名称及型号厂家 车轮弯曲试验机 PF30K/美国STL公司2、参照标准试验判定标准载货汽车车轮性能要求和试验方法GB/T5909-1995；标准要求连续运行6万转无失效。
试验方法标准载货汽车车轮性能要求和试验方法，GB/T5909-1995；附着力系数(n)0.7；强化系数(S)1.1。
3、车轮参数车轮型号8.5-20；试验目的弯曲疲劳；车轮偏距(D)0.179m
轮辋材质及厚度QT450-10轮辐材质及厚度QT450-10厚15mm车轮配用轮胎12.00-20 配用轮胎最大负荷(FV)3730kg配用轮胎静力半径(R)0..536m4、试验参数试验转速500转/分钟； 额定载荷(M)2273.89kg m力臂长度(1)1.35m 加力值(f)1684.4kg加力值不做定度Ur＝0..2％(k＝2)用户提供载荷负荷计算公式M＝(uR+d)Fvs f＝M/15、试验数据累计转数40.0万转 加力值1684kg 累计时间13.4h试验现场经检验，未出现裂纹及失效特征等缺陷。
6、总论试验至额定转数不清，子样无失效状态，达到设计标准，满足标准规定的对循环转数的性能要求，产品合格。
图为本发明轮圈的结构示意图。
图中，1轮辋、2轮辐。
具体实施例方式
例一、如图所示，整体式中重型轮圈，其轮圈的轮辋1和轮辐2为球墨铸铁整体铸造而成。
上述整体式中重型轮圈的生产方法，其步骤是1)、按轮圈的几何尺寸要求和铸造工艺要求制造零件金属模型；2)、按以下重量百分比配制型砂新砂37％、旧砂50％、膨润土5％、煤粉3％、水份5％混制型砂，型砂透气性90％、湿强度0.07-0.1Mpa；3)、以零件模型为型芯，用以上型砂捶制砂型；
4)、用以下方法配制炉料重量百分比新生铁Q12 60％、回炉料30％、废钢10％，在冲天炉或电炉中进行熔炼，铁水出炉温度1500℃以上；铁水成份C 4％、Si 1.7％、Mn 0.17％、、S 0.06％、P 0.05％；5)、球化处理有一吨铁水包中加入球化剂FeSiMg8E5，加入量按铁水量的1.7％进行球化处理，孕育剂FeSi75按相对按相对铁水量的0.8％加入、进行孕育处理；6)、浇注将处理后的铁水在10分钟内以不低于1400℃的温度浇入型腔；7)、铸件清理后进行加工，使零件所要求的尺寸和精度达到图纸要求。例二，与例一不同之处在于按以下重量百分比配制型砂新砂30％、旧砂59％、膨润土4％、煤粉2％、水份5％混制型砂，型砂透气性85％、湿强度0.09Mpa；用以下方法配制炉料新生铁Q12 62％、回炉料30％、废钢8％，在冲天炉或电炉中进行熔炼，铁水出炉温度1500℃；铁水成份C 4％、Si 1.7％、Mn 0.17％、、S 0.06％、P 0.05％；球化处理在一吨铁水包中加入球化剂FeSiMg8E5，加入量按铁水量的1.7％进行球化处理，孕育剂FeSi75按相对铁水量的0.8％加入、进行孕育处理；浇注将处理后的铁水在10分钟内以1400℃的温度浇入型腔；其它实施例不再列举。
权利要求
1.整体式中重型轮圈，其特征在于，轮圈的轮辋和轮辐为球墨铸铁整体铸造而成。
2.如权利要求1所述整体式中重型轮圈的生产方法，其特征在于，步骤是1)、按轮圈的几何尺寸要求和铸造工艺要求制造零件模型；2)、按以下重量百分比配制型砂新砂30-50％、旧砂50-70％、膨润土4-5％、煤粉2-3％、水份4.5-5.5％混制型砂，型砂透气性≥80％、湿强度0.07-0.1Mpa；3)、以零件模型为型芯用以上型砂捶制砂型；4)、用以下方法配制炉料重量百分比新生铁Q12 60-63％、回炉料 30％、废钢 7-10％，在冲天炉或电炉中进行熔炼，铁水出炉温度1450℃以上；铁水成份C 4％、Si 1.7％、Mn 0.17％、S 0.06％、P 0.05％；5)、球化处理在一吨铁水包中加入球化剂FeSiMg8E5，加入量按铁水量的1.6～1.8％进行球化处理，孕育剂FeSi75按相对铁水量的0.8％加入、进行孕育处理；6)、浇注将处理后的铁水在10分钟内以不低于1350℃的温度浇入型腔；7)、铸件清理后进行机加工，使零件所要求的尺寸和精度达到图纸要求。
3.根据权利要求2所述的整体式中重型轮圈的生产方法，其特征在于，按以下重量百分比配制型砂新砂30％、旧砂59％、膨润土4％、煤粉2％、水份5％混制型砂，型砂透气性85％、湿强度0.09Mpa；用以下方法配制炉料新生铁Q12 62％、回炉料 30％、废钢 8％，在冲天炉或电炉中进行熔炼，铁水出炉温度1500℃；铁水成份C 4％、Si 1.7％、Mn 0.17％、S 0.06％、P0.05％；球化处理在一吨铁水包中加入球化剂FeSiMg8E5，加入量按铁水量的1.7％进行球化处理，孕育剂FeSi75按相对铁水量的0.8％加入、进行孕育处理；浇注将处理后的铁水在10分钟内以1400℃的温度浇入型腔。
全文摘要
整体式中重型轮圈及其生产方法，是汽车、拖拉机、工程机械、三轮车技术领域的一项革新，主要解决的问题是钢制轮圈的安全问题，抗氧化寿命问题，成本问题。其特征在于，轮辋和轮辐为球墨铸铁整体铸造。生产方法是毛坯用先进的优化的造型工艺和熔炼工艺，铸造而成；然后经机加工达到图纸设计要求。用该方法制造的轮圈提高了机械强度和抗氧化能力，延长了使用寿命，安全可靠，简化了工艺，降低了成本，有利于大批量生产。适于汽车、拖拉机、工程机械、三轮车中重型轮圈的生产。
文档编号C22C37/10GK1951709SQ20061006998
公开日2007年4月25日 申请日期2006年11月13日 优先权日2006年11月13日
发明者李西玉 申请人:李西玉