汽车车轮承担着支撑车身的重要作用，是将车身重量传递到路面的重要部件，基于这样的原因，汽车车轮的生产与制造，受到了汽车行业越来越多的关注与重视。目前来说，大多数汽车使用的是铝合金车轮，并且以A356.2铝合金低压铸造车轮为主流。笔者也曾对A356.2铸造铝合金轮毂轮辋压力加工的可行性进行过研究。研究表明：A356.2铸造铝合金完全具有压力加工的可行性，其轮辋具有压力成形的可能性。在对A356.2铸造铝合金轮毂轮辋进行压力加工后其强度和塑性均有所提高[1]。为进一步减轻铝合金车轮重量，降低铝合金车轮的生产成本和车辆行驶的油耗，根据旋压工艺对铝合金车轮材料改善的特点，旋压工艺在铝合金车轮生产过程中得以应用[2]。马春江等也研究过A356铝合金车轮时效规律及涂装对时效效果的影响，并对车轮材料组织、力学性能进行了检测分析。研究表明，提高时效温度可以明显减小涂装前后的力学性能差异，提高车轮的综合力学性能，并改善车轮力学性能的稳定性[3]。中信戴卡作为国内最大的汽车铝合金车轮OEM供应商，也将此新型成形工艺向汽车主机厂推介。由于成形方式的特点，汽车主机厂也对铸造旋压成形的内轮缘部位的力学性能提出了更高的要求。文中主要研究不同状态下铸造旋压成形的车轮，经涂装后内轮缘部位力学性能的变化情况。

1 实验方案

文中实验选取一款较重及轮缘厚度较大的铸造旋压车轮进行实验，对热处理毛坯、热处理毛坯过喷涂烘箱烘烤后、热处理毛坯机加工后过喷涂烘箱烘烤后力学性能进行对比研究分析，见图1。车轮材料牌号为 A356.2，成形工艺为低压铸造后轮辋部位旋压成形，车轮尺寸526 mm×225 mm。

  

图1 A356.2铝合金铸旋车轮Fig.1 A356.2 alloy-Al casting flow-from wheel

选取低压铸造后轮辋部位旋压成形车轮，经热处理后，分别进行毛坯性能测试、毛坯经涂装烘箱烘烤后性能测试、毛坯经机加工后再经涂装烘箱烘烤后性能测试，力学性能取样位置见图2，文中主要研究该部位的性能变化，A356.2的该部位的毛坯厚度较其他轮该部位毛坯厚度厚。每只轮子在圆周方向均匀取5个试样。

  

图2 车轮取样部位Fig.2 Sampling location of wheel

按图2部位均匀取5个试样后按图3制备拉伸试样，并按照 GB/T 23301—2009[4]及 GB/T 228—2002[5]，用Z100B材料实验机检测材料拉伸性能。

  

图3 拉伸试样Fig.3 Tensile testing sample

2 实验结果

试样1—5为按图2部位均匀取的5个试样，并以车轮气门孔为起点顺时针方向分别编号，测得的力学性能实验数据见表1。对表1中数据进行对比分析，见图4。

 

表1 力学性能实验数据Tab.1 Mechanical properties testing data

  

热处理毛坯 热处理毛坯过喷涂烘箱 热处理毛坯机加工后过喷涂烘箱试样 屈服强度/MPa抗拉强度/MPa 伸长率/% 屈服强度/MPa抗拉强度/MPa 伸长率/% 屈服强度/MPa抗拉强度/MPa 伸长率/%1 178 266 14.1 195 273 13.4 213 286 12.7 2 176 266 15.4 195 273 13.3 215 286 13.8 3 175 263 13.9 197 274 14.0 212 285 13.1 4 177 267 15.1 195 273 12.5 217 290 13.7 5 177 266 15.5 192 271 13.2 216 290 14.6

  

图4 力学性能实验数据对比Fig.4 Contrast graph of mechanical properties testing data

从表 1的实验力学性能数据及热处理工艺参数来看，该热处理工艺更接近于T5热处理-固溶处理不完全人工时效，而没有达到T6热处理-固溶处理完全人工时效效果。热处理毛坯机加工后过喷涂烘箱烘烤后才达到了 T6热处理-固溶处理完全人工时效的效果[6]。代颖辉等也研究过人工时效和涂装对 A356铝合金车轮性能的影响，认为A356合金时效处理时，Mg和Si从固溶体中析出、偏聚、形成硬化区，合金强度上升，塑性下降。试棒及车轮在涂装前随着时效温度的提高和保温时间的增加，使析出的 Mg2Si增加，经涂装烘烤后相当于发生了两次短时的人工时效处理，析出更多的Mg2Si，从而抗拉强度、屈服强度、硬度上升，伸长率下降[7]。

薤白对高脂血症模型大鼠血脂水平的影响及机制研究…………………………………………………… 鞠 楷等（7）：976

（1）白砂糖。在面包中的作用很明显，由于白砂糖具有吸湿性，添加10%（以面粉计）和20%的白砂糖，对面包的柔软程度影响很大。在甜面包制作过程中，面团搅拌初期很湿很黏，很多时候会认为是配方中水加多了，其实是由于白砂糖的反水化作用，影响面粉吸水，通过延长搅拌时间来达到面团生筋、光滑。

3 原因分析

通过对比以上实验数据，可以看出：① 热处理毛坯经涂装烘箱烘烤后内轮缘部力学性能会发生变化，强度会有所提高，伸长率会有所下降；② 内轮缘部力学性能变化幅度会受轮型状态及结构的影响，轮型壁厚、重量较小的轮子强度提高幅度较大，但伸长率下降幅度并不明显。

笔者也曾研究过A356.2铝合金车轮固溶后，自然时效及过涂装烘箱烘烤后的性能变化，T4(自然时效48 h)热处理比T6热处理的屈服强度降低了20%～30%、抗拉强度降低了 5%～10%、硬度降低了 10%～20%，伸长率提高了70%～100%，但经过涂装烘箱烘烤后合金的抗拉强度、屈服强度、硬度均有所提高，伸长率有所下降[7]。说明 A356.2铝合金车轮固溶处理后组织并不稳定，经自然状态或人工时效后组织化发生变化。经T5热处理后时效并不完全，经过涂装烘箱烘烤也相当于一个时效过程，因此，强度会有所提高。笔者研究过多次人工时效对低压铸造 A356.2铝合金轮毂力学性能的影响。结果表明，T6处理后再经过3次人工时效合金的抗拉强度、屈服强度、硬度有所提高但伸长率有所下降；随人工时效次数的继续增多，力学性能变化幅度渐小，组织结构趋于稳定[8]。这说明经过长时间或多次时效会达到组织结构趋于稳定和强度峰值。对于尺寸及重量较轻、内轮缘壁厚较薄的轮型来说，以过涂装预处理、涂粉涂漆烘箱烘烤后能达到稳定的组织状态。对于对于重量较重、内轮缘壁厚较厚的轮型来说，以过涂装预处理、涂粉涂漆烘箱烘烤后由于其吸收的热量较多，升温时间较长，并没达到稳定的组织状态和强度峰值。

尽可能让老师转变教学主导的身份，给学生留出更多时间和空间，让学生积极实践和思考，探索和交流，实现学生学习方式的真正转变。积极探索微课和翻转课堂在计算机课程实践教学中的整合[5]，调动学生主动学习的兴趣，使微课在实践课程教学中发挥更大的作用，在某种程度上，有利于学生的学习方式向预期目标转变。

4 结论

涂装烘烤加热及保温过程相当于对车轮进行时效处理，对T5热处理的A356.2铝合金铸旋车轮内轮缘部位性能有影响，一般会使强度提高，伸长率下降；同时，内轮缘薄厚、轮子的重量对性能的变化也有影响，轮型壁厚、重量较小的轮子强度提高幅度较大。

参考文献：

[1]张宝, 刘宏磊, 代显春. A356.2铸造铝合金车轮轮辋部位压力加工的研究[J]. 热加工工艺, 2014, 43(11):112—117.ZHANG Bao , LIU Hong-lei , DAI Xian-chun. Study on Press Working of A356.2 Casting Aluminum Alloy Wheel Rim[J]. Hot Working Technology, 2014, 43(11): 112—117.

[2]杨雄, 陈菲, 吴红军. 旋压技术在铝合金车轮轻量化的应用[C]. 南京: 第四届全国车轮和轮毂制造技术国际研讨会, 2011: 202—209.YANG Xiong, CHEN Fei, WU Hong-jun. Spinning Technology in the Application of Lightweight Aluminum Alloy Wheel[C]. Nanjing: the 4th International Symposium on Wheel Manufacturing Technology, 2011: 202—209.

[3]马春江, 刘杰, 陈玖新, 等. 涂装对 A356铝合金车轮时效工艺的影响[J]. 特种铸造及有色合金, 2014,34(12): 1129—1131.MA Chun-jiang, LIU Jie, CHEN Jiu-xin, et al. Aging Process of Aluminum Alloy Wheel[J]. Special Casting &Nonferrous Alloys, 2014, 34(12): 1129—1131.

[4]GB/T 23301—2009, 汽车车轮用铸造铝合金[S].GB/T 23301—2009, Auto Wheels Casting Aluminum Alloy[S].

[5]GB/T 228—2002, 金属材料室温拉伸实验方法[S].GB/T 228—2002, Methods of Tensile Test for Metal Materials[S].

[6]GB/T 1173—2013, 铸造铝合金[S].GB/T 1173—2013, Casting Aluminum Alloy[S].

[7]刘宏磊, 许斌, 姬绍川. 低压铸造铝合金轮毂 T4热处理工艺探索[J]. 铸造技术, 2010, 31(7): 1311—1313.LIU Hong-lei, XU Bin , JI Shao-chuan. T4 Heat Treatment Process of Aluminum Alloy Wheel by Low Pressure Die-casting[J]. Foundry Technology, 2010, 31(7): 1311—1313.

[8]刘宏磊, 梁勇, 刘智峰, 等. 多级时效对低压铸造A356.2轮毂力学性能的影响[J]. 特种铸造及有色合金,2009, 29(7): 633—634.LIU Hong-lei, LIANG Yong, LIU Zhi-feng, et al. Effects of Multi-artificial Aging on Mechanical Properties of Low Pressure Casting A356.2 Aluminum Alloy Wheel[J]. Special Casting & Nonferrous Alloys, 2009, 29(7): 633—634.