輪圈，是輪胎內(nèi)廓支撐輪胎的圓桶形的、中心裝在軸上的金屬部件。二、按材質(zhì)分類：輪圈按照材料主要分為鐵輪圈和輕合金輪圈，而輕合金輪轂又以鋁合金與鎂合金產(chǎn)品為主。在今天的汽車市場中，鐵制輪圈已不多見，大多數(shù)車型使用的都是鋁合金輪圈，鋁車輪。制造鋁制輪圈所使用的鋁合金材料包括A356、6061等。其中，A356被鑄造鋁制輪圈大量選用。A356鋁合金具有比重小，耐侵蝕性好等特點(diǎn)，主要由鋁、硅、鎂、鐵、錳、鋅、銅、鈦等金屬元素組成，鋁占92%左右，是一種技術(shù)成熟的鋁合金材料。制造鋁合金輪圈的原材料A356鋁錠↑↑三、鋁合金輪圈生產(chǎn)工藝：鋁合金輪圈比鋼輪圈更適合乘用車，目前其制造工藝基本可分為三種， 種是鑄造，目前大多數(shù)汽車廠商都選擇使用鑄造工藝。第二種是鍛造，多用于高端跑車、高性能車以及高端改裝市場。第三種較為特別，是*先由日本Enkei公司投入使用的MAT旋壓技術(shù)，目前此技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用不如前兩種多。1、重力鑄造法：重力鑄造簡單的說，主要是靠鋁水自身的重力來沖填鑄模，是一種較為早期的鑄造方法。該法成本低、工序簡單且生產(chǎn)效率高，然而，澆注過程中夾雜物易卷入鑄件，有時(shí)還會卷入氣體，形成氣孔缺陷。重力鑄造生產(chǎn)的輪圈易產(chǎn)生縮孔縮松且內(nèi)部質(zhì)量較差，此外，鋁液流動性的限制也有可能導(dǎo)致造型復(fù)雜的輪轂良品率低。因此，汽車輪圈制造業(yè)已經(jīng)很少使用該工藝了。2、低壓鑄造法：低壓鑄造是鋁液在壓力作用下充入模具，在有壓力的情況下進(jìn)行凝固結(jié)晶的工藝。同樣的情況下，與重力鑄造相比，低壓鑄造輪轂內(nèi)部組 織更為密實(shí)，強(qiáng)度更高。此外，低壓鑄造利用壓力充型和補(bǔ)充，極大簡化澆冒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使金屬液收得率可達(dá)90%。目前低壓鑄造已成為鋁輪圈生產(chǎn)的 工藝，國內(nèi)多數(shù)鋁合金輪圈制造企業(yè)都采用此工藝生產(chǎn)。但低壓鑄造法也有其缺點(diǎn)：鑄造時(shí)間較長，加料、換模具耗時(shí)長，設(shè)備投資多等。 3、鍛造法：熱鍛（Hot forging）→RM鍛造（RM forging）→冷旋壓（Cold spinning）→熱處理（Heat treatment）→機(jī)加工（Machine work）→噴丸處理（Shot blast）→表面處理（Surface finishing）鍛造是固體到固體的變化，通過拍、壓、鍛等手段來形成輪轂樣式，這個(gè)過程不會發(fā)生液相變化，都是固體變化。所以它的力學(xué)性能比鑄造要高，具有強(qiáng)度高、抗蝕性好、尺寸精 確等優(yōu)點(diǎn)。晶粒流向與受力的方向一致，因此強(qiáng)度、韌性與疲勞強(qiáng)度均顯著優(yōu)于鑄造鋁輪圈。同時(shí)，鍛造鋁輪轂的典型伸長率為12%~17%，因而能很好的吸收道路的震動和應(yīng)力。另外，鍛造鋁輪圈表面無氣孔，因而具有很好的表面處理能力。但是，鍛造鋁輪圈的*大缺點(diǎn)是生產(chǎn)工序多，生產(chǎn)成本比鑄造的高得多。雖然鍛造輪圈的性能更好，但汽車廠商在大部分車輛上還是主要使用鑄造輪圈，只有少部分豪華車配備鍛造輪圈。不過國內(nèi)輪圈制造龍頭企業(yè)中戴卡已成功進(jìn)入乘用車鍛造輪圈生產(chǎn)線并將鍛造輪圈的成本壓縮到了千元，并已經(jīng)開始作為原配輪圈供應(yīng)國內(nèi)合資廠。4、擠壓鑄造法：擠壓鑄造也稱為液態(tài)模鍛，是集鑄造和鍛造特點(diǎn)于一體的工藝方法——將一定量的金屬液體直接澆入敞開的金屬型內(nèi)，通過沖頭以一定的壓力作用于液體金屬上，使之充填、成形和結(jié)晶凝固，并在結(jié)晶過程中產(chǎn)生一定量的塑性變形。優(yōu)點(diǎn)：充型平穩(wěn)，金屬直接在壓力下結(jié)晶凝固，所以鑄件不會產(chǎn)生氣孔、縮孔和縮松等鑄造缺陷，且組 織致密，機(jī)械性能比低壓鑄造件高且投資大大低于低壓鑄造法。缺點(diǎn)：與傳統(tǒng)鍛造產(chǎn)品一樣，需要銑削加工來完成輪輻的造型。日本已有相當(dāng)部分的汽車鋁輪轂采用擠壓鑄造工藝生產(chǎn)，從澆注金屬液到取出鑄件整個(gè)過程都由計(jì)算機(jī)來控制，自動化程度非常高。目前世界各國都把擠壓鑄造作為汽車鋁輪圈生產(chǎn)的方向之一。5、特種成型：旋壓技術(shù)：旋壓技術(shù)*先在日本投入使用，嚴(yán)格而言還應(yīng)算是鑄造中的一種，指的是在輪圈整體鑄造出型后再利用專用設(shè)備對受力處進(jìn)行旋轉(zhuǎn)加壓處理，使得被處理位置金屬內(nèi)部分子排列發(fā)生改變，具體的分割面相比起一般鑄造產(chǎn)品呈現(xiàn)密度更高的纖維狀，從而改變整體金屬力學(xué)的工藝方法。旋壓技術(shù)制造的輪圈的質(zhì)量、強(qiáng)度、延伸性等特性都已接近于鍛造輪圈，且現(xiàn)對于鍛造輪圈來說，更易生產(chǎn)。總的來說，MAT旋壓技術(shù)既可相對保證輪轂制造成本，同時(shí)還可使鑄造輪圈打造出與鍛造輪圈相近的重量和強(qiáng)度。只是國內(nèi)技術(shù)不成熟，成本較高，故應(yīng)用不多。

               鑒于常規(guī)增壓階段壓射沖頭通過料餅施加鑄造壓力而實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮作用，采取的措施是在鑄件縮孔附近增加一個(gè)類似渣包結(jié)構(gòu)來充當(dāng)料餅，利用一副油缸抽芯機(jī)構(gòu)充當(dāng)沖頭，在鑄件凝固后期對易產(chǎn)生縮孔的區(qū)域進(jìn)行二次增壓補(bǔ)縮，以達(dá)到縮孔的目的。通常來講，這樣的二次加壓機(jī)構(gòu)叫做擠壓銷，它的加壓原理是在金屬液或合金液澆注后到完全凝固前施加適當(dāng)?shù)膲毫σ约訌?qiáng)鑄件凝固補(bǔ)縮效果,達(dá)到提高鑄件致密度、減小或縮孔的目的。加壓凝固能夠改變金屬及其合金物理參數(shù)和結(jié)晶過程，改變疏松空洞的分布和尺寸，提高鑄件的致密度，改善鑄件的拉伸強(qiáng)度和硬度等性能。根據(jù)鑄件補(bǔ)縮、增壓規(guī)律，擠壓銷動作號采用鑄造過程的增壓號，并在此基礎(chǔ)上延遲作為啟動號，因此，擠壓銷主要控制擠壓深度和擠壓延遲時(shí)間兩個(gè)參數(shù)。擠壓深度依鑄件結(jié)構(gòu)和縮孔分布、大小而定，一般為10~20 mm；擠壓延時(shí)主要參考增壓時(shí)間設(shè)定，一般為2~5 s。實(shí)際工程中，擠壓參數(shù)的確定是在經(jīng)驗(yàn)值的基礎(chǔ)上根據(jù)鑄造情況再作優(yōu)化。為了方便調(diào)整擠壓參數(shù)，通常采用單獨(dú)油缸控制擠壓銷動作。
針對曲軸箱鑄件，后期的改善措施為在模具軸承孔附近對稱布置兩根擠壓銷（位置見圖5），通過調(diào)整擠壓深度和擠壓延時(shí)兩個(gè)主要參數(shù)，優(yōu)化擠壓銷的二次加壓的補(bǔ)縮效果，從而降低鑄件縮孔率。在前述措施的基礎(chǔ)上，模具追加兩根擠壓銷后縮孔率明顯下降，不良率由4%降低到0.2%。同時(shí)，在0.2%的縮孔不良品中，其縮孔大小明顯減小。因此，擠壓銷方案對于控制壁厚加大的鑄件縮孔率起到了較好的作用。但是，在本次改善過程中，鑄件縮孔不良率也曾出現(xiàn)過波動現(xiàn)象，通過優(yōu)化擠壓參數(shù)擠壓深度15 mm、擠壓延遲時(shí)間2.5 s和規(guī)定擠壓銷使用壽命（次/8000模）等相關(guān)規(guī)范，使鑄件不良率穩(wěn)定在0.2%附近。可以看出，鑄件縮孔出現(xiàn)在軸承孔附近，分布較廣且分散，組 織較為疏松，由于汽缸體軸承孔需要通以壓力潤滑油，因此鑄件在使用期間存在漏油風(fēng)險(xiǎn)；通過改善后，從X射線探傷照片上已看不出疏松的縮孔分布，鑄件內(nèi)部組 織顯得更加致密。
鋁壓鑄件縮孔探究，廢品率從5%到0.2%的對策。結(jié)論：（1）縮孔是一種常見的鑄件內(nèi)部缺陷，易出現(xiàn)在壁厚較大、模溫較高等區(qū)域。通常從模具設(shè)計(jì)（澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)）、工藝參數(shù)設(shè)置和鑄造條件保證等幾方面出發(fā)。針對涉及的壁厚較大鑄件，傳統(tǒng)的改善措施只能起到緩解作用，而不能徹底解決問題。（2）仿照沖頭在增壓階段的補(bǔ)縮作用設(shè)計(jì)了兩根擠壓銷，對縮孔區(qū)域起到了二次加壓的補(bǔ)縮作用，效果較為明顯。