鋁合金車輪制造項目可行性研究報告

1、鋁合金車輪制造項目可行性研究報告鋁合金車輪制造項目可行性研究報告（本文檔為 word格式，下載后可修改編輯！）第一章 項目總論一、項目概述1項目名稱：鋁合金車輪制造項目2、項目單位：某某市某某車輛配件有限公司3、項目建設(shè)性質(zhì)：新建3、項目地點：某某市某某鎮(zhèn)金橋工業(yè)園4、項目負(fù)責(zé)人：羅某某5、項目總投資：6000萬元二、項目建設(shè)區(qū)域基本情況項目區(qū)某某市位于某某省東南部，長江中游南岸，地處武漢、鄂州、 黃石、九江城市帶之間、某某“冶金走廊”腹地，地跨東經(jīng)114 31 115 20,北緯29 40 30 15。西北與鄂州市為鄰，東北與蘄春、浠水 縣隔江相對，西南與武漢市、咸寧市毗鄰，東南與陽新縣接壤

2、。全市總?cè)?口 92萬，版土面積156.3平方公里，轄1個鄉(xiāng)、10個鎮(zhèn)、3個街道辦事處、 1個國有農(nóng)場。礦冶歷史悠久。天地一洪爐，大興爐冶。某某有3000多年的采 冶史，1000多年的建縣史，100多年的開放史。殷小乙時期，某某的先祖 就在這里豎爐冶煉，采冶技術(shù)相當(dāng)于西歐 19世紀(jì)水平。唐天佑二年（公元 905年），吳武昌節(jié)度使秦裴臵采礦冶煉機構(gòu)青山場院，大興爐冶，宋乾德 五年（公元967年），升青山場院為縣，取“大興爐冶”之意，定縣名為 某某。此后，黃巢筑爐，岳飛鑄劍，朱元璋臵鐵冶所。19世紀(jì)末，清朝湖廣總督張之洞引進(jìn)西方先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，在某某境內(nèi)開辦某某鐵礦和某某 鋼廠，創(chuàng)辦漢冶萍公司，開

3、創(chuàng)了中國近代民族工業(yè)的先河。1994年2月，國務(wù)院批準(zhǔn)某某撤縣建市（縣級市）。礦藏資源豐富。受大自然的恩賜，某某是典型的資源型城市。目 前，境內(nèi)已發(fā)現(xiàn)和探明大小礦床（點）273處其中金、銅、鐵等金屬礦產(chǎn)12種，煤、硅灰石、方解石、石膏等非金屬礦產(chǎn) 30種，種類繁多，儲量豐 富。依托資源興業(yè)，某某工業(yè)企業(yè)主要集中在鐵礦采選、鋼鐵和水泥等三 大行業(yè)。建國以來，國家在某某境內(nèi)興辦了 20多家大中型廠礦企業(yè)，成為 我國重要的原材料工業(yè)基地之一。旅游特色鮮明。位于城區(qū)的銅綠山古礦冶遺址是我國乃至世界上 目前出土遺址中年代最遠(yuǎn)、開采規(guī)模最大、延續(xù)時間最長、保存最為完整 的古代礦冶遺址，被一些史學(xué)家稱為人類

4、歷史第九大奇跡。市域西南部的 鄂王城遺址，是國務(wù)院第五批重點文物保護單位，保安鎮(zhèn)是中國民間文化（石雕）之鄉(xiāng)。境內(nèi)小雷山、黃坪山、青龍山、天臺山、大王山、董家口、 黃金湖等山水旅游資源，具有良好的開發(fā)價值。交通條件便捷。某某地處武漢城市圈內(nèi)，依托長江，背靠武漢， 連接黃石，是武漢城市圈冶金建材走廊的重要支點。市區(qū)與黃石市區(qū)基本 相連，距省會武漢僅90公里。滬蓉高速公路距市區(qū)20公里，106國道、武 九鐵路、山南鐵路、和正在建設(shè)的大廣（大慶一廣州）高速公路、滬漢（上 海一武漢）高速鐵路貫穿全境，羅橋二級火車客、貨運站位于城北，長江 流經(jīng)市境東隅，船舶經(jīng)某某湖閘可通江達(dá)海，已形成公路、鐵路、航運三

5、大交通網(wǎng)絡(luò)。市域內(nèi)鎮(zhèn)村公路全部硬化，已基本實現(xiàn)農(nóng)村公路灣灣通?；A(chǔ)設(shè)施完善。寧漢高速寬帶光纖通過某某，數(shù)字某某工程已全 面啟動。十五萬噸長江引水一期工程已建成投入使用，可為居民生活、工 業(yè)生產(chǎn)及經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的生活用水和充足的工業(yè)用水。管道燃?xì)?工程已經(jīng)啟用。城鄉(xiāng)電網(wǎng)發(fā)達(dá)，市域全境已實現(xiàn)電氣化，十多座變電站遍 布城鄉(xiāng)，能源供應(yīng)充足。境內(nèi)有省級某某經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、 省管靈成工業(yè)園和4 個初具規(guī)模的小城鎮(zhèn)工業(yè)區(qū)，為工業(yè)項目的聚集建設(shè)和發(fā)展提供了平臺。經(jīng)濟轉(zhuǎn)型有序。2006年6月，某某市委、市政府確定了經(jīng)濟轉(zhuǎn)型 的思路：提升經(jīng)濟形態(tài)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，把發(fā)展的重心從“地下”轉(zhuǎn)向“地 上”；改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)

6、，培育接續(xù)產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)優(yōu)勢再造。同年8月19日，某某市委召開三屆八次全體（擴大）會議，對某某經(jīng)濟轉(zhuǎn)型進(jìn)行了動員部署， 隨后召開的某某市第四次黨代會，進(jìn)一步明確了某某今后一個時期四大發(fā) 展戰(zhàn)略，“經(jīng)濟轉(zhuǎn)型、開放接軌、文化提升、環(huán)境創(chuàng)新”。由此，某某邁 開了向資源情結(jié)挑戰(zhàn)的步伐，開始了依靠自身努力自發(fā)的經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。2008年3月，某某市被國家批準(zhǔn)為全國首批12個資源型枯竭城市。自此，某某 市確定了以經(jīng)濟、生態(tài)、社會、文化、機制轉(zhuǎn)型為主體的“五大轉(zhuǎn)型”路 徑，即全方位的城市轉(zhuǎn)型。其中，經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的重點是構(gòu)筑兩大平臺（依托 某某經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和靈成工業(yè)園兩大平臺，集聚工業(yè)項目，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)集約集 群發(fā)展）、打造三大

7、區(qū)域經(jīng)濟板塊（某某開發(fā)區(qū)和羅橋新區(qū)板塊，重點發(fā) 展先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)為主的第三產(chǎn)業(yè)；金湖、陳貴、靈鄉(xiāng)板塊，重 點發(fā)展冶金及鋼鐵延伸加工業(yè)、畜禽生產(chǎn)加工業(yè)；某某、保安板塊，重點 發(fā)展水泥、新型建材和特色水產(chǎn)養(yǎng)殖加工業(yè)）、發(fā)展四大產(chǎn)業(yè)集群（發(fā)展 壯大機電制造、食品飲品、新型建材、紡織服裝等四大銷售收入過百億的 產(chǎn)業(yè)集群）。其轉(zhuǎn)型目標(biāo)是到2015年，某某市力爭地區(qū)生產(chǎn)總值、財政收 入和地方一般預(yù)算收入、全社會固定資產(chǎn)投資等三項主要經(jīng)濟指標(biāo)年均增 幅位居全省同類城市前列，綜合經(jīng)濟實力在全省率先進(jìn)入全國“百強縣市” 行列。2010年，某某地方生產(chǎn)總值突破245億元，同比增長約17.1 %;財政 總收

8、入25.96億元，同比增長40.2 %; 般預(yù)算收入11.84億元，同比增 長68.9 %。城鎮(zhèn)居民人均可支配收入15211元，增長14.9 %;農(nóng)民人均收 入6673元，同比增長19.1 %。第二章項目投資背景我國汽車、摩托車工業(yè)經(jīng)過叨多年的發(fā)展，已成為國民經(jīng)濟的一個重要產(chǎn)業(yè)。2010年，中國車市在購臵稅優(yōu)惠、以舊換新、汽車下鄉(xiāng)、節(jié)能惠民產(chǎn)品補貼等多種鼓勵消費政策疊加效應(yīng)的作用下，汽車產(chǎn)銷分別為1826.47萬輛和1806.19萬輛，同比分別增長32.44%和32.37%,產(chǎn)銷再創(chuàng)新高，蟬聯(lián)全球第一美名。我國的汽車、摩托車工業(yè)，既有新的發(fā)展機遇，也面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。汽車、摩托車零部件工業(yè)，是汽

9、車、摩托車工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。沒有零部件工業(yè)的進(jìn)步，汽車、摩托車整車的進(jìn)步就無從談起。汽車車輪是汽車行駛系申的重要零部件之一，承受著車輛的垂直負(fù)荷、橫向力、驅(qū)動（制動）扭矩和行使過程中所產(chǎn)生的各種應(yīng)力。它是高速回轉(zhuǎn)運動的零件，要求尺寸精度高、不平衡度小，支撐輪胎的輪輛外形準(zhǔn)確，質(zhì)量輕并有一定的剛度、彈性和耐疲勞性。長期以來，鋼制車輪在汽車車輪中占主導(dǎo)地位。隨 著技術(shù)的進(jìn)步，汽車各項性能指針的提高，世界各國政府對節(jié)能、安全、 環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格，采用鋁含金生產(chǎn)車輪就成為最佳選擇。國外從20世紀(jì)20年代開始生產(chǎn)汽車鋁合金車輪，70年代起逐步得到推廣。今天，汽車 鋁合金車輪以其美觀、節(jié)能、散熱好、質(zhì)輕、

10、耐腐蝕、加工性好，正在逐 步替代鋼制車輪。世界上鋁合金車輪的裝車率估計已超過 40%而且?guī)缀醺?蓋了所有車型。我國的鋁合金車輪的生產(chǎn)廠家從 20世紀(jì)叨年代以來經(jīng)歷了 一哄而起，群雄逐鹿的過程，優(yōu)勝劣汰，健康發(fā)展。目前，在汽車、摩托 車幾十種關(guān)鍵零部件中，鋁合金車輪也許可以說是惟一能夠替代進(jìn)口，而 且還可向美國、日木、歐洲等發(fā)達(dá)國家出口的重要零部件。另外，隨著汽 車工業(yè)市場全球化、采購國際化進(jìn)程的加快，中國的制造業(yè)日益成為世界 性制造基地。國外各大汽車集團和著名摩托車生產(chǎn)企業(yè)，或在中國投資建 廠，或在加大采購份額，國內(nèi)一些技術(shù)先進(jìn)、管理嚴(yán)謹(jǐn)、質(zhì)量過硬的鋁合 金車輪生產(chǎn)企業(yè)，已經(jīng)成為他們的全球供貨

11、商。顯然，這是千載一遇的機 遇，但又是新的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在的情況是，就我們多數(shù)汽車、摩托車鋁合金車 輪生產(chǎn)廠的制造技術(shù)水平而言，我們與發(fā)達(dá)國家的同行比較還存在著一定 的差距。幾乎每個企業(yè)都面臨著一個提升核心競爭力的問題。掌握先進(jìn)制造技術(shù)是提升核心競爭力的重要方面。我國上百家鋁合金 車輪生產(chǎn)廠家發(fā)展很不平衡，有的起點高、裝備好，已接近和趕上發(fā)達(dá)國 家同行的水平；有的相對落后，甚至還很原始，而這些廠家又苦于找不到自 己迫切需要的技術(shù)未源。為此，我們根據(jù)行業(yè)內(nèi)進(jìn)行市場調(diào)查，組織聘請 一批長期從事鋁合金車輪制造的專家，針對鋁合金車輪制造技術(shù)當(dāng)前存在 問題問題進(jìn)行了綜合分析，并結(jié)合當(dāng)前國外的技術(shù)結(jié)合自身研發(fā)出

12、了一套 先進(jìn)的生產(chǎn)工藝技術(shù)，將鋁合金車輪制造技術(shù)提升到一個新水平，以適應(yīng) 我國汽車、摩托車工業(yè)發(fā)展的需要。鋁合金車輪制造過程涉及冶金材料、熔煉、鑄造、模具、精密加工、 熱處理、涂裝和材料表面處理等多種技術(shù)，涵蓋三維造型設(shè)計有限元分 析、計算機模擬鑄造過程、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱力學(xué)、金屬加XX藝學(xué)、 表面工程、工業(yè)設(shè)計學(xué)、工程美學(xué)、環(huán)境保護等多個學(xué)科門類，需要跨學(xué) 科協(xié)同作戰(zhàn)。1923年Bugdt;公司大膽地將砂型鑄造的鋁合金車輪裝上了賽車，20世紀(jì)30年代聯(lián)邦德國汽車聯(lián)合會、拜爾（BMW發(fā)動機公司及戴姆勒一奔馳汽 車公司，正式將鋼制輻條式輪毅與鋁質(zhì)軋制輪輛相結(jié)合的車輪裝上了汽車， 為鋁合金車

13、輪的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。二次世界大戰(zhàn)和世界性的能源危機大大 刺激了汽車商的輕量化需求。1945年汽車廠商紛紛開展批量生產(chǎn)鋁合金 車輪的研究，主要集中在鋁合金車輪材質(zhì)和成形工藝方面，但由于車輪的 特殊安全要求，仍末 能實施批量生產(chǎn)。直至20世紀(jì)50年代末，聯(lián)邦德國還只能少量地生產(chǎn)鋁 合金車輪。1970年后，拜爾發(fā)動機公司首先將鑄造鋁合金車輪作為特殊部 件裝到了 2002型轎車上，1972年又在雙門小轎車上成批裝上了鑄造鋁合金 車輪，開創(chuàng)了鑄造鋁合金車輪批量用于轎車的新局面。日本鋁合金車輪工業(yè)是在1970年后至1984年之間迅猛發(fā)展起來的， 在1984年的年產(chǎn)量達(dá)640萬件。意大利在1979年曾生產(chǎn)1

14、50萬件。到1980 年，西歐共生產(chǎn)700多萬件鋁合金車輪（其中50%是鑄造鋁合金車輪），并以年產(chǎn)6%-7%勺速度遞增。1988年，美國生產(chǎn)的車輛中，鋁合金車輪己作 為好幾種車型的系列部件，P0ntiac SE車型的Grand Prix車甚至采用了涂 裝彩色條帶狀的鋁合金車輪。通用汽車公司生產(chǎn)的Gorvette車和另外兩種Grand Prix車型也采用了鋁合金車輪；Pontiao Fiero 的一種新車采用了表 面為黑色的鋁合金車輪；Dodge Dynasty車也把花邊式樣的鋁合金車輪裝了 上去。1988年，福特公司在Merkur Scorpio轎車上裝了鋁合金車輪，并將 鋁合金車輪定為公司系

15、列的標(biāo)準(zhǔn)件。20世紀(jì)80年代初，美國原裝轎車鋁合 金車輪的裝車率大約為4%-5%如今已逾40%而日本目前的轎車鋁合金 車輪裝車率己逾45%歐洲國家己逾50%我國的鋁合金車輪工業(yè)起步較晚，最早使用鋁合金車輪是在20世紀(jì)80 年代初，國營洪都機械廠將砂型鑄造的鋁合金車輪裝在邊三輪摩托車上， 但數(shù)量很少，也末形成氣候。到 20世紀(jì)80年代末，我國出現(xiàn)了第一個具 有現(xiàn)代規(guī)模的戴卡輪教制造有限公司，其規(guī)模和設(shè)備都步入了世界先進(jìn)行 列。20世紀(jì)90年代初又在廣東出現(xiàn)了既生產(chǎn)汽車，又生產(chǎn)摩托車鋁合金車輪的南海中南鋁合金輪載有限公司，這兩個生產(chǎn)廠的生產(chǎn)裝備部巴達(dá)到國 際水平。20世紀(jì)90年代初，因國內(nèi)汽車和摩

16、托車對鋁合金車輪的裝車欲望 還很低，鋼圈還占據(jù)著絕對統(tǒng)治市場的地位。隨著我國公路設(shè)施的飛速發(fā) 展，這兩個企業(yè)又分別在汽車、摩托車行業(yè)中積極地宣傳，鋁合金車輪開 始以極其迅猛之勢在全國得到推廣，生產(chǎn)鋁合金車輪的工廠也像雨后春筍， 在全國迅速蔓延。2002年，我國轎車的鋁合金車輪裝車率巳接近 45%摩托 車的鋁合金車輪裝車率己超過50%綜上所述，不難看出：鋁合金車輪是現(xiàn) 代車輛輕量化、高速化、現(xiàn)代化的必然產(chǎn)物。第三章鋁合金車輪的現(xiàn)狀和趨勢1 國內(nèi)外鋁合金車輪產(chǎn)品現(xiàn)狀和趨勢(1)汽車鋁合金車輪產(chǎn)品規(guī)格。汽車的高速化迫使車輪朝三化(扁平化、子午線化、無內(nèi) 胎化)迅猛發(fā)展。國外轎車車輪己日趨大直徑、寬輪

17、輛發(fā)展的格局，原來多 見的1213in的小徑輪己越來越少，有逐步被淘汰的趨勢，目前主流已是 15inX7in以上規(guī)格，并逐步朝1719in大徑寬輛發(fā)展，甚至已出現(xiàn) 20 26in車輪裝在汽車上的報導(dǎo)。同時，一些發(fā)達(dá)國家，特別是美國等以公路運輸為主的國家，巳開始將鋁合金車輪裝到集裝箱車和大巴車上。這種 22.5in的大徑輪目前還主要采用鍛坯制造，鑄造的鋁合金車輪很少，還末 形成大批量生產(chǎn)的氣候，市場處于供難應(yīng)求的局面。我國汽車裝鋁合金 車輪還是初期階段，國產(chǎn)輪胎規(guī)格品種還遠(yuǎn)跟不上三化的要求。但主機廠對使用鋁合金車輪的意識日益加強，限于我國轎車本身檔次，國內(nèi)用的 鋁合金車輪一般都在15in以下。為

18、市場競爭需要，許多微型車也都用上了 鋁合金車輪，但大都是1214in的小車輪。結(jié)構(gòu)。從成本考慮，除特殊場合裝用二片式和三片式的復(fù)合車輪外， 整體鑄造的鋁合金車輪已成為當(dāng)今世界整個輕合金車輪的主流。我國的鋁 合金車輪幾乎全是整體式鑄造鋁合金車輪結(jié)構(gòu)，但也有個別企業(yè)為取其鋁 合金車輪之貌以免在市場中掉隊，又盡量不想增加因鋁合金車輪而增加成本的矛盾，開拓了鋁一鋼二片式復(fù)合式車輪，解決了企業(yè)的”燃眉之急， 但這種結(jié)構(gòu)的鋁合金車輪因綜合了鋁、鋼兩種車輪的缺點，估計不太可能 成為市場的前景產(chǎn)品。同樣，在摩托車鋁合金車輪中，整體式鑄造鋁合金 車輪占領(lǐng)著鋁合金車輪的市場，國內(nèi)生產(chǎn)極少數(shù)的二片式的復(fù)合車輪，主

19、要是出口供特殊場合用。3）外觀和色澤。作為象征整車檔次之一的車輪外觀，在點綴整車的時裝化作用中越來越向著藝術(shù)化方向發(fā)展，多變且時肇的鋁合金車輪輪輻形態(tài)和迷人的色澤成了搶占市場的主要手段之一。傳統(tǒng)單調(diào)的輻條式演變成了 輻板式；平面的輻板變成了帶空間曲面和弧形面狀態(tài)，甚至由 中心對稱演變至不對稱的動物、人像和其它藝術(shù)圖案（如熊貓、美女等），以增加模仿制造難度，提高競爭力。對主機來說，更多地要求車輪與整車 的匹配和色澤的協(xié)調(diào)，但零售市場上卻是以標(biāo)新立異的色澤，或通過表面 處理獲取與眾不同的效果來競爭幣場（如全涂裝亞光色、拋光輪、電鍍輪、 真空鍍膜輪等）。對此，歐洲和亞洲因文化差別和不同的審美觀點，形

20、成了 千姿百態(tài)的世界汽車鋁合金車輪市場。4）材料。在鑄造鋁合金車輪方面，目前廣泛使用的材料是Al-Si-Mg系合金（美國牌號A356,相當(dāng)于我國的ZLlOlA，日本的AC4CH。對這種合金 還必須嚴(yán)格控制低的Fe含量，并作完善的T6固溶熱處理。也有少數(shù)國家 在Al-Si-Mg系合金中添加適量Cu和Zn,類似Al-Si合金，這種材料鑄造 性能好，且有基本的力學(xué)性能，但它的韌性對鋁合金車輪來說，只處于臨 界值，且機械加工后色澤欠明亮，故很少受用戶歡迎。隨著科技的進(jìn)步，各國開發(fā)商也正在開發(fā)更新型的材料，如有人正在研究使鎂合金車輪能適 應(yīng)大量生產(chǎn)的工藝和設(shè)備，有人在不斷探索降低半凝固鑄造溫度的新材料

21、途徑，甚至己有人在嘗試鑲嵌式的中空復(fù)合輪 (即在車輪中襯嵌了一種高 強度的輕質(zhì)骨材，讓鋁液充填時將骨材全部包住 )，來進(jìn)一步提高輕量化效 果，而且可獲得比鋁合金車輪更佳的比強度和彈性模量。(2)摩托車鋁合金車輪產(chǎn)品規(guī)格。目前，摩托車鋁合金車輪基本上采用整體式鑄造鋁合金車輪， 國外除日本和少數(shù)歐洲國家外，摩托車鋁合金車輪大都在亞洲生產(chǎn)，其產(chǎn) 品規(guī)格也大都以日本市場開拓的產(chǎn)品為主，最初大都以中低排量的男式摩 托車，即1718in直徑為主，輪輛也以1 42 lin寬為主體。近幾年， 隨著踏板式摩托車廣受用戶青睬，81Oin小徑輪的需求量一下子爆增，最 為典型的是日本和意大利。需要注意的是：國內(nèi)外摩托

22、車鋁合金車輪在規(guī)格 上與汽車車輪有個明顯的差別，就是全世界的摩托車與車輪的裝配尺寸， 不像汽車車輪那樣有著規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)和系列，而是各廠商我行我素。這種車 輪不能互換的局面，不僅一直阻礙著車輪維修零售市場的形成，而且導(dǎo)致 我國目前鋁合金車輪市場的混亂，給主機廠和生產(chǎn)廠都帶來浪費大量資源 的惡果，也為我國摩托車的出口和國內(nèi)銷售市場制造了許多難以解決的麻煩。結(jié)構(gòu)、外觀與色澤。鋁合金車輪安裝在摩托車上，雖然也能起到汽 車用鋁合金車輪的類似好處，但相對而言，這些好處沒有汽車用鋁合金車 輪那么明顯，原因是:(1)鋁合金車輪在摩托車整車上輕量化相對效果沒有 汽車那么明顯，所以節(jié)能效果也不可能像汽車那么突出，只

23、有排量很大的 摩托車才會有較大節(jié)能效果；(2)中低排氣量摩托車在實際使用中，不會像 汽車那樣的高速，那些汽車輪因散熱好、精度高所帶來的優(yōu)點自然也就 不可能像汽車用鋁合金車輪那么突出，相反，如果同樣在凹凸不平的路面 上行駛，由于鋼圈輻條裝配式車輪的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，其減振性明顯優(yōu)于鋁合金 車輪。鋁合金車輪之所以受廣大用戶歡迎的原因還是時裝化、不生鐵銹、 清洗打理方便等原因。既然以時裝化為主要目的的摩托車車輪，對其外觀 的要求也就處于主要的地位。鑒于摩托車車輪在整車上被遮擋的面積比汽 車輪大（尤其是后輪），加上摩托車本身的價格地位與汽車不屬同一檔次， 所以實際上摩托車車輪的外觀要求，無論在亮度上、色澤上都

24、不像汽車車 輪那樣苛刻，但作為整車，必須確保裝車后的外觀協(xié)調(diào)和匹配。3）材料。從車輪受力的事實看，摩托車的使用受力條件比汽車更具有 危險性，車輛在行駛中的難于預(yù)測因素也更多，特別是前輪，在型式試 驗時考慮的安全系數(shù)絕不能掉以輕心。同樣理由，摩托車車輪所用的材料， 絕非像某些生產(chǎn)廠所認(rèn)為可比汽車車輪用材差一些那樣。雖然型式試驗是 綜合考驗材料和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的主要標(biāo)準(zhǔn)，但型式試驗只是批量生產(chǎn)時帶抽查性的破壞性試驗，如果沒有性能穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)材料作為保證，通過的型式 試驗也只能說是僥幸，而不安全隱患時時刻刻都潛伏在行駛中?，F(xiàn)在摩托車鑄造鋁合金車輪的材料，在重力鑄造和低壓 （反壓）鑄造工 藝下，全世界幾乎普遍

25、采用同汽車車輪同樣的材料 （A356），經(jīng)T6固溶處 理，且以汽車車輪相似的性能指針作為標(biāo)準(zhǔn)來生產(chǎn)摩托車鋁合金車輪。2 國內(nèi)外鋁合金車輪生產(chǎn)現(xiàn)狀（1）國內(nèi)外鋁合金車輪制造概況1）鑄造方法。就鑄造鋁合金車輪而言，國外報導(dǎo)過的制造方法有：重力鑄造、低壓鑄造、液態(tài)擠壓、反壓鑄造、離心鑄造、真空壓鑄、半凝固鑄造等。其中重力鑄造的約占40%低壓鑄造的約占40%其它方法占20%我 國的汽車鋁合金車輪鑄造方法大都是結(jié)合企業(yè)本身人力、財力來決定的， 汽車鋁合金車輪生產(chǎn)中60%0低壓鑄造，特殊場合也有用反壓鑄造（但比例 極少），38%用重力鑄造，也有少數(shù)企業(yè)用高比壓 （=l00MPa）的液態(tài)擠壓 鑄造法。目前摩

26、托車鋁合金車輪在批量生產(chǎn)中采用低壓鑄造工藝的比例幾 乎為零，國內(nèi)大都用重力鑄造工藝生產(chǎn)鋁合金車輪鑄件，只有少數(shù)企業(yè)采 用真空壓鑄生產(chǎn)鋁合金車輪。需要指出的是，過去我國采用過的液態(tài)擠壓， 是利用常規(guī)油壓機的頂出缸來充當(dāng)壓射缸的，比壓遠(yuǎn)達(dá)不到擠壓的要求， 在日本把這種方法稱為中壓鑄造，所以我國采用過的液態(tài)擠壓與國外 使用的”液態(tài)擠壓（High Squeeze）還不能等同視之。圖1-4為日木鑄造研 究單位近年統(tǒng)計的各種成形方法生產(chǎn)鋁合金車輪的成本和品質(zhì)的相對關(guān) 系。第四章項目產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢鋁合金車輪是輕量化、高速化、現(xiàn)代化的產(chǎn)物，有著許多鋼制 車輪無法比擬的特點。1 、重量輕，節(jié)能效果明顯整車減少自重

27、可以節(jié)油人所共知。車輪處于整車重心最低位臵的行駛 部位，體現(xiàn)整車的節(jié)能效果更是舉足輕重。不過，具體定量的節(jié)油效果至 今還無一公認(rèn)的統(tǒng)計說法，所見報導(dǎo)還都是各公司試驗人員根據(jù)自己的統(tǒng) 計結(jié)果來評析的，其差別較大，如我國一汽對奧迪車用鋁合金車輪作節(jié)油統(tǒng)計試驗后這樣報 導(dǎo):對轎車來說，每個鋁合金車輪比鋼車輪可減輕重量30%45%車輪平均每減輕10%，在平均車速為90120km的條件下，其油耗平均可減0 0131L/100km 拿Audi轎車統(tǒng)計的情況為例：鋁合金車輪自重為49.2N。 比同類型的鋼車輪減輕重量 39.5%,整車按平均車速90120km/h行駛的條 件下，油耗可減少005IL/100k

28、m，如果在城市里低速行駛，也可減少油耗 0 04L/100km即Audi轎車每行駛10萬km,減少油耗40L。而英國某公 司的報導(dǎo)說，若車輪重量平均減ION.對普通轎車而言，每跑1OOkr路程可 節(jié)油06L。當(dāng)然筆者不清楚該報導(dǎo)具體的試驗用車和試驗條件，但從上可 知:(1)不同的車型和行駛條件，其節(jié)油效果也是不同的；(2)同一輛車用鋁 合金車輪代替鋼車輪后，可取得明顯節(jié)能效果的事實是不容臵疑的。2 、散熱快，整車安全性高鋁合金車輪的高導(dǎo)熱性能，極有利于轎車因高速行駛輪胎發(fā)熱后的散 熱，與相同條件下的鋼車輪比較，減少了轎車長距離高速行駛產(chǎn)生爆胎的 可能，明顯提高了轎車高速行駛的安全性能。不僅如此

29、，由于鋁合金車輪 的散熱效果，凡與其直接接觸的零配件 (如制動閘等)也相對提高了壽命。同時，鋁合金車輪的結(jié)構(gòu)和精度更有利于安裝子午線輪胎，更易實現(xiàn) 現(xiàn)代車輪的無內(nèi)胎化。無內(nèi)胎的車輪，直接由鋁輪輛代替了原來的橡膠 內(nèi)胎，如果外輪胎在行駛中插入了釘子之類的穿刺物，只要不去撥出， 就不會像有內(nèi)胎車輪那樣出現(xiàn)因車胎突然泄氣而翻車的事故。無內(nèi)胎車輪 遇上穿刺物后，一般至少都能堅持使用一小時甚至更長時間，這對行駛 在高速公路上轎車的安全來說，有著極為重要的意義。3、尺寸精度高，整車行駛性能好鑄造鋁合金車輪最終都需經(jīng)數(shù)控機床進(jìn)行機械加工，所以車輪的直徑 精度、軸間跳動精度和徑向跳動精度部更為突出。這使整車在

30、行駛中的抓 地性、偏擺性、平穩(wěn)性和遇意外時的制動性等，都優(yōu)越于傳統(tǒng)的輥軋鋼車 輪。車輪的尺寸精度直接影響整車的行駛性能。高速行駛的車輪必須在具 有足夠精度的前提下，才能確保整車的高速和平穩(wěn)行駛。通常情況下，傳 統(tǒng)鋼車輪的徑向和軸向允許跳動值為士 0.1m m而普通鋁合金車輪的控制范 圍為士 0.5mm以內(nèi)；高檔鋁合金車輪為士 0.3nun以內(nèi)。同樣，車輪的高精度 也有利于提高車輛起動和變速的靈敏度， 如Audi轎車從起步到10Okm/h速 度的加速時間在換用鋁合金車輪后減少了0 3s。4 、多變的時裝款式，更適應(yīng)現(xiàn)代化整車的要求1）款式易任意變化。用鑄造法生產(chǎn)的鋁合金車輪，可以制出任意空間 曲

31、面和形狀，以吻合不同車型，迎合不同用戶的要求。隨著汽車、摩托車外觀日新月異的時裝更新和市場競爭的需要，車輪作為”綠葉襯紅花”的地位越來越突出，鋁合金車輪成了現(xiàn)代汽車、摩托車時裝化的呼應(yīng)產(chǎn)物。2）不易藏污納垢，不會產(chǎn)生鐵銹，易清理，廣受司機愛好。第五章項目市場前景分析鋁合金車輪具有許多傳統(tǒng)鋼車輪無法取代的優(yōu)點，有廣闊的市場但目 前想用鋁合金車輪完全取代鋼車輪是不現(xiàn)實的，原因如下 ：1）目前鋁合金車輪的直徑基本上是中、小直徑，大直徑鋁合金車輪的 制造技術(shù)尚有一定困難。2）鋁車輪的造價幾乎是鋼車輪的23倍，在我國還末規(guī)范化的汽車、 摩托車市場上，價格因素還直接影響著爭奪市場的成敗。主機廠必須根據(jù) 市

32、場消費的實際需求來決定是否采用鋁合金車輪。鑒于我國市場消費能力 和公路設(shè)施現(xiàn)狀，鋁合金車輪還較多用在公路設(shè)施較好的地區(qū)以及檔次較 高的整車上。低檔車和欠發(fā)達(dá)地區(qū)大部仍以傳統(tǒng)鋼車輪為主。3）就彈性模量而言，鋼車輪有一定的優(yōu)勢，如果整車行駛速度不高、 道路又是較差的路面條件下，鋼車輪會顯出其優(yōu)勢來。綜上所述，可以這么認(rèn)為：鋁合金車輪是汽車、摩托車高速化、節(jié) 能化和現(xiàn)代時裝化的產(chǎn)物，隨著汽車、摩托車日新月異的開拓和發(fā)展， 用鋁合金車輪來逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼車輪的趨勢已越來越顯現(xiàn)，有著無限廣闊 的市場前景；但鑒于鋁材性能的限制和公路條件的現(xiàn)實，傳統(tǒng)鋼車輪仍將扮 演整車的重要配件角色。r熱槌敢砂型轉(zhuǎn)違半權(quán)固鑄

33、造低swaMH鑄電力鑄忘吹舗壓蒔冷鑲植壓爵通壓3020（品匝】伸K率）.O圖1-2各種鑄鍛造法毛坯品質(zhì)、成本定性比較示意圖2）鋁合金車輪鑄造方法討論常見鋁合金車輪鑄造方法及工藝參數(shù)見表1-11-1 fit見鋁合金車輪耨逵方袪皿工藝鈕a ma液匕新性甘-和0 05-15U.05 1.1帚從歴力NMPk）SO- 1300j2-0.lJO - IJ0沖即連ISM心訂j-iOTQL)-0.2- IQ1七中產(chǎn)顧#（）1匍340-42B-7SISO高壓鑄造的液流是在高速的紊流條件下充填的，型腔中的空氣在高壓 沖擊下彌散分布到了鑄件中成為皮下氣孔，如果作熱處理，氣孔中氣體受 熱膨脹引起鑄件表面起泡和變形。所

34、以高壓鑄造件是不能作熱處理的，這 對塑性要求極高的鋁合金車輪來說，當(dāng)然是不安全的。而低壓鑄造和重力 鑄造的液流是層流充填，是一種無氣孔的鑄造法，可通過熱處理來提高鋁 合金車輪的力學(xué)性能（尤其是伸長率），確保了鋁合金車輪的安全，這也是 所以被廣泛采用的主要原因。但該法冷卻速度較慢，晶粒相對較為粗大， 同時生產(chǎn)節(jié)奏也較慢。液態(tài)擠壓的液流是低速充填、高壓結(jié)晶，綜合了前 述方法的優(yōu)點，是鋁合金車輪鑄造較為理想的方法，但是設(shè)備的一次性投 資巨大，且模具費用昂貴，制造周期相對較長，在市場競爭中較難適應(yīng)鋁 合金車輪款式快速變化的要求，因此尚末普遍推廣。(2) 國內(nèi)外鋁合金車輪生產(chǎn)企業(yè)概況國外的鋁合金車輪生產(chǎn)

35、企業(yè)原來大郡集申在歐洲、美國、日本等經(jīng)濟 發(fā)達(dá)國家，較典型的如美國的海斯.萊莫斯公司、超級工業(yè)國際公司 (Superior)、ARE公司，德國的羅那公司 (RONAL)、BBC公司、SRS公司， 日本的托皮公司(Topy)、ENKET公司、日立、豐田、宇部等公司，法國的 DIAL公司，韓國的ASA公司、都瑞公司，意大利的 GRIMEC公司等。這些 老牌的企業(yè)不少都是跨國集團公司，隨著世界經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整，他們正在 把生產(chǎn)廠陸續(xù)向外轉(zhuǎn)移。鋁合金車輪生產(chǎn)已大幅度地往發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移， 特別是亞洲地區(qū)，鋁合金車輪生產(chǎn)企業(yè)已星羅密布，且大都具有相當(dāng)?shù)囊?guī) 模和水平。我國的臺灣在亞洲是鋁合金車輪生產(chǎn)的大戶，

36、最典型的如元富、六和、 源恒、民享等公司，這些企業(yè)大都是按日本的生產(chǎn)和管理模式建立的，目 前也正在 不斷向大陸內(nèi)地擴散。從20世紀(jì)90年代開始，我國鋁合金車輪 企業(yè)如雨后春筍，迅猛發(fā)展起來，如 ”戴卡輪載制造有限公司”、”南海中 南鋁合金輪轂有限公 司是我國首批建立的現(xiàn)代化鋁合金車輪企業(yè)，并最 早進(jìn)入國內(nèi)外市場。隨著我國摩托車躍居世界王國的市場形勢，到20世紀(jì)90年代中期, 一下子涌現(xiàn)出上百個摩托車鋁合金車輪生產(chǎn)廠。可以預(yù)料，我國輕合金車 輪隨著現(xiàn)代汽車、摩托車日新月異的更新?lián)Q代，隨著全世界公路設(shè)施的飛 速發(fā)展，必將會在材料、工藝、裝備以及產(chǎn)品開發(fā)手段等方面出現(xiàn)一個突破性的局面。(3) 鋁合金

37、車輪的命名和各部位規(guī)范名稱我國目前對輕合金車輪的命名，有著眾多極不規(guī)范的名稱；如鋁合金車輪有諸如 ”鋁輪轂、”鋁合金 輪轂、鋁胎鈴、鋁輪圈、鋁合金車輪、鋁圈等，甚至還有叫鋁 鋼圈的，各按自己的習(xí)慣稱呼，十分混亂。由于輕合金車輪的命名不規(guī)范， 生產(chǎn)企業(yè)的名稱也各按自己理解來各自命名，五花八門，這是由我國在該 行業(yè)剛起步時許多歷史原因造成的，如今經(jīng)過這么多年的成熟發(fā)展。圖：汽車鋁合金車輪各部位命名示意圖第六章鋁合金車輪材料及微觀組織1鋁合金車輪材料及結(jié)構(gòu)近年來，隨著鋁合金車輪產(chǎn)量的迅速提高和技術(shù)的日趨完善，適合于各種需要的車輪用鋁合金得到了開發(fā)。許多汽車制造廠家對各種合金的靜 態(tài)、動態(tài)力學(xué)性能及成

38、形工藝進(jìn)行了綜合比較，并探討了各種雜質(zhì)元素對 合金性能的影響。鋁合金車輪的制造成形方法主要為板成形、鍛造和鑄造， 其中鑄造成形成本最低，適用范圍廣，易于實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，從而最具競 爭力。目前鑄造鋁合金車輪已風(fēng)靡世界，其合金主要有兩類：對于不需要熱處理的合金選用Al-Si11或與之類似的合金；對于需要通過熱處理提高靜態(tài) 力學(xué)性能以增加車輪使用壽命及塑性的合金，則采用類似于Al-Si7的合金。 表2-1為鋁合金車輪的制造方法和材料，目前，西歐國家如德國、意大利、法國、荷蘭、比利時、盧森堡等國 家主要采用以銻進(jìn)行變質(zhì)的 AI-Si7-Mg0.3合金和以鍶為變質(zhì)劑、不經(jīng)過熱 處理、鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在00.

39、30%的AI-SiI1合金。而美國、日本、英國和 意大利則主要采用需經(jīng)熱處理，用鈉或鍶進(jìn)行變質(zhì)處理AI-Si7-Mg0 3（A356）合金。車輪輪輛用形變鋁合金，則要求較高的強度（疲勞強度）、閃光焊焊接性、滾軋成形性等；整體車輪用鑄造鋁合金則要求有良好的鑄造性和足夠的 強度。采用鑄造工藝生產(chǎn)鋁合金車輪輪輻的結(jié)構(gòu)可以多樣化，可以最大限度 地滿足各類使用者的審美要求。2、Al-Si-Mg三元合金的微觀組織1）Al-Si二元合金Al-Si二元合金具有簡單的共晶型相圖（見圖2-2），共晶溫度為577C,共晶成分在 Wsi=12.6%處，亞共晶合金的組織為初a （Al）+共晶體（a + B ）,過共晶組

40、織為初晶硅Si+共晶體(a + B )。隨著Si含量的增加，結(jié)晶溫度區(qū) 間減小，共晶體增加，流動性隨之提高。Si的線收縮很小，合金的線收縮也隨之減小，熱裂傾向也相應(yīng)減小。當(dāng) Si含量在共晶點附近，合金呈現(xiàn)出 優(yōu)異的鑄造性能。Al-Si二元合金的力學(xué)性能主要取決于硅相的大小、形狀 和分布，而硅含量的多少影響較小。不論是共晶硅，還是初晶硅，如果細(xì) 小、圓整，則合金既有高的強度，又有良好的塑性。 2 2 Al-Si-Mg 三元合金Al-Si-Mg三元合金液相水平投影如圖2-3所示，Al - Mg2Si偽二元線把三元狀態(tài)分為兩個區(qū)域，即AI-Mg5AI8-Mg2Si系和Al-Si-Mg2Si系。Al-

41、Si 合金中加少量的Mg后可按Al-Mg2Si+Si;的三元系分析。其中包括兩個不變 的反應(yīng)，見表2-4。Al-Si-Mg三元系合金在凝固過程中，在 555C時，發(fā)生 L-Al+Si+Mg2Si三元共晶反應(yīng)。從 Al-Mg2Si偽二元相圖來看，Mg2Si在a固溶體中于595C時固溶度達(dá)到最大為1 85%隨著溫度的下降則顯著 下降，見圖2-4。因此，Al-Si-Mg合金在熱處理過程中，析出時效強化相 (Mg2Si)對合金起了強化作用。2 3合金元素對A356合金組織和性能的影響2 3 1硅(Si)的影響硅(Si)是Al-Si合金組織申的第二相，Si含量的提高大大改善了合金 的鑄造性能。在A356

42、合金中，Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在6 5%-7.5%范圍內(nèi)，Si的 含量偏上限(7.5%)時，有利于提高流動性。文獻(xiàn)研究表明，5i相形態(tài)、大 小、分布對力學(xué)性能的影響遠(yuǎn)大于枝晶的二次臂間距，Si相的形態(tài)對力學(xué)性能的影響與鑄鐵中的石墨相似，當(dāng)以針片狀存在時，可以看作是材料失 效的裂紋源。通過改變Si相的形態(tài)，可大大提高合金的力學(xué)性能。2 3 2鎂(Mg)的影響鎂(Mg)元素對形成Mg2Si強化相是必不可少的。Mg含量對A356合金 的影響規(guī)律?？梢钥闯?，隨著 Mg含量的提高，合金的抗拉強度、屈服強度 都會有所提高，而伸長率則降低。此外，Mg在熔化、除氣和變質(zhì)過程中，特別容易燒損，因此應(yīng)嚴(yán)格控制其含量和燒損

43、量。Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的適宜值為 0 25%- 0.45%。2 3 3鐵(Fe)的影響鐵(Fe)在Al-Si合金中一般作為有害元素。Fe含量對A356合金力學(xué) 性能的影響。可以看出，F(xiàn)e含量增加，使合金的抗拉強度，屈服強度及伸 長率，其中伸長率降低幅度很大，使鑄件變脆。其原因在于：Al-Si合金中的鐵主要以B相(Al9Fe2Si)形式出現(xiàn)，該相硬而且脆，往往以粗大的針狀 穿過a相晶粒，削弱基體，降低合金的延長率和沖擊韌度，而且合金凝固 愈慢時，B相長得愈粗大。2-3 -4銅(Cu)、鋅(Zn)的影響銅(Cu)會使A356合金的伸長率和耐蝕性降低；鋅(Zn)也會降低合金的 耐蝕性。因此，爐料中應(yīng)盡量

44、避免 Cu元素和Zn元素的混入，其含量應(yīng)控制 在 3 Cu0 2% 3 Zn0 1%2 3 5鉻(Cr)對鐵相形態(tài)和A356合金性能的影響鉻(Cr)加人主要是用于消除Fe的有害作用。為了考察鉻(Cr)對鐵相的 作用，安排了 3 Cr=O.2% 0 4% 0 6%E種Cr含量進(jìn)行試驗，其結(jié)果如 圖2-9所示。Cr的加入便鐵相依次由針狀向漢字狀、塊狀、團狀轉(zhuǎn)變。分 析其原因，主要由于Cr與Fe形成多元復(fù)雜相，改善了鐵相的形成與生成。 為了進(jìn)一步探討其復(fù)雜相的組成，進(jìn)行了電子探針分析，由此可見，Cr的加入一方面消除了 Fe的危害作用，另一方面又形成復(fù) 雜耐熱相從而提高合金的高溫性能。當(dāng) Cr含量增加

45、時，強度、伸長率同步 提高，且伸長率提高幅度更大。此外，錳(Mn)、鉆(Co)也常用于消除Fe 的有害作用，但其作用不如Cr顯著。消除此有害作用的合金元素加人量可 按如下的比例：3 Mn: Fe=(0.67-0.83):1, w Coo : w Fe=0 9:1 ,3 Cr: 3Fe=0 35:1。綜上所述，在鋁合金生產(chǎn)中，由于熔煉設(shè)備和爐料會不可避 免地帶入Fe,欲想去除它，不僅在工藝上是困難的，而且也極不經(jīng)濟，更 何況鐵也有其有利的一面即可提高合金的高溫力學(xué)性能。因此，改變鐵相 形態(tài)，降低(甚至消除)其有害作用，充分利用其有利的一面，這比降低其 含量更有實際意義，也更符合我國目前鋁合金中F

46、e含量難以降低的現(xiàn)狀。2 3 6稀土 RE(La)對A356合金顯微組織和性能的影響稀土在Al-Si合金中的應(yīng)用主要是基于稀土元素對 Al-Si合金的變質(zhì) 作用，見表2-5。除此之外，由于它的化學(xué)活性大，與硫、氧、氫、氮的親 合力強，可消除這些雜質(zhì)的不利影響，如稀土與氫結(jié)合可減少針孔傾向、 與Fe也能形成復(fù)雜相改善旺的不利作用?？傊?，加人稀土可改善材料的耐 氧化性、耐高溫腐蝕性，細(xì)化結(jié)晶結(jié)構(gòu)，提高材料的力學(xué)性能和使用性能。為了考察RE(La)加人量對A356合金的影響，安排了 3 RE=0.2%04% 0 6任種RE加入量，進(jìn)行試驗，不同 RE加人量對A356組織及力學(xué)性能 的影響。稀土為什么

47、會產(chǎn)生如此效果呢？有關(guān)這方面的機理報導(dǎo)較少。但從稀土 的特點出發(fā)分析發(fā)現(xiàn)，稀土是強過冷元素，對 Al-Si合金的變質(zhì)能力，其 變質(zhì)能力大小與下列因素有關(guān)：1）變質(zhì)劑原子本身的特征，如電子層結(jié)構(gòu)、價電荷數(shù)、原子半徑以及原子序數(shù)等。當(dāng)繪出讕等元素的原子半徑（r）與原子序數(shù)（z）的關(guān)系圖時，發(fā)現(xiàn)La系元素的變質(zhì)能力與其原子半徑有緊密聯(lián)系（見表2-5），即隨著原 子半徑由La的1 87A減少至Er的1 75A,其變質(zhì)能力迅速減弱。Eu變 質(zhì)能力反常，正好與其半徑（2.02A）反常跳躍一致，即可認(rèn)為La系元素原 子半徑大于1 85A者為強變質(zhì)劑，介于1 851 82A之間者為中等變質(zhì) 劑，而介于1 81

48、1 76A之間者為弱變質(zhì)劑，低于1 75A者則不具變質(zhì) 能力。2）冷卻速度。以La為代表，在其濃度相同的情況下，發(fā)現(xiàn)在以3545C/ min速度冷卻熔態(tài)試樣時，La即具有明顯的變質(zhì)效果；在7080C /min 冷卻速度下，變質(zhì)效果尤為突出，而冷卻速度低于1OC/min即不再具有變質(zhì)能力。因此La變質(zhì)的冷卻速度最好不低于50C /min。3）稀土變質(zhì)有最佳值，據(jù)化學(xué)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，合金開始變質(zhì)都在變質(zhì)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0 02%0 03%左右，根據(jù)顯微結(jié)構(gòu)的觀察，最佳變質(zhì)濃 度均在0 03%0 04%超過此值。結(jié)構(gòu)中普遍出現(xiàn)三元金屬間化合物相， Eu以前的輕稀土元素生成的三元金屬間化合物普遍呈條狀，可

49、能具有和 Al2SiLa相同的化學(xué)式和結(jié)構(gòu)，而Eu之后的重稀土元素所形成的三元化合 物則都呈多面體。此外，稀土對鐵相作用，則在于一方面與Fe形成復(fù)雜化合物，使鐵相團球化；另一方面由于稀土細(xì)化了 a相，使針狀鐵相斷裂、裂 化。有關(guān)稀土變質(zhì)的機理還有待進(jìn)一步探索。2 4鋁合金車輪材料成分的快速分析為保證鋁合金車輪的質(zhì)量，在整個制造過程中材料成分必須嚴(yán)格控制，如鋁合金材料人庫前的檢驗、鋁合金車輪鑄造時的爐前現(xiàn)場分析、車輪成 品的材料成分合格性檢驗等。鋁合金車輪材料的成分分析主要有二種方法：化學(xué)分析及光譜分析。光譜分析的最大優(yōu)點是分析時間極短，分析成分時 僅需1520s,連同制樣時間只需5min左右。

50、鋁合金車輪材料成分的爐前 快速分析普遍采用金屬光譜分析儀。常規(guī)光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)采用光電倍增管探測器，每個待測元素都需要一個獨立的光電倍增管探測器，整個儀器體積大、光電倍增管的裝配要求 高、價格貴。新型光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)使用 CCD僉測器，儀器體積小、分辨 率好、價格便宜。例如英國 ARUN阿郎）公司生產(chǎn)的M2550型臺式金屬光譜 分析儀采用CCD僉測器，非常適合現(xiàn)場有色金屬的快速分析，在車輪行業(yè) 中有多家企業(yè)使用?，F(xiàn)將有關(guān)情況介紹如下：1）主機系統(tǒng)非常小巧。采用恒溫的微型光學(xué)系統(tǒng)，焦距僅170mm帶氣動樣品夾緊裝臵和小巧的樣品室。采用的 4096像元線性CCD僉測器作為光 譜接收系統(tǒng)，全譜接收，

51、無通道限制。在波長范圍內(nèi)，只要有標(biāo)樣可隨時 添加工作曲線，以提高分析精度。2）光源頻率。采用10-800HZ的可調(diào)整高能預(yù)燃激發(fā)光源，適應(yīng)多種基 體的金屬材料。分析鋁合金用 400Hz峰電流可達(dá)200Ao高能量對于高硅 的激發(fā)有好處，所以該臺式金屬分析儀可以很好地分析高硅鋁合金。3）采用全部固態(tài)電路的電子學(xué)系統(tǒng)，集成度高，故障率非常低，可靠 性非常好。4）不需外接穩(wěn)壓電源，設(shè)有內(nèi)臵穩(wěn)壓板，適應(yīng)90260V電源的自穩(wěn)壓， 滿足分析程序所需電壓。5）采用功率參數(shù)調(diào)整器技術(shù)，功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 95%以上；選用先進(jìn)的 開關(guān)電源，抗干擾能力非常強，無需專用地線，無輔助間隙，省去了維護 工作。6）數(shù)據(jù)采集

52、和處理是內(nèi)臵 PC104工業(yè)級微處理機系統(tǒng)，奔騰CPU大于 330MHz,64M內(nèi)存，硬盤至少20G 1 44M標(biāo)準(zhǔn)軟驅(qū)，穩(wěn)定性好，運算速度 快。并且采用了內(nèi)臵1Oi n（25cm）帶背光的彩色液晶觸摸控制屏，給操作者 帶來極大的便利。7）阿朗SPARC分析軟件基于WINDOWS,98艮據(jù)用戶要求預(yù)裝工廠校正曲線，配英國提供的校準(zhǔn)樣品。如果分析鋁合金，預(yù)裝Al-200鋁合金和Al-202純鋁共兩條工廠校正曲線。根據(jù)用戶對分析精度的不同要求，可以 根據(jù)我國用戶自備的標(biāo)樣，建立專用牌號的工作曲線，滿足中國標(biāo)準(zhǔn)的分 析精度指標(biāo)。加裝了中文軟件，顯示中文，方便中國用戶。8）系統(tǒng)程序具有自動校正元素譜線

53、間的干擾；激發(fā)控制系統(tǒng)自檢功能； 用隨機校樣進(jìn)行的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化功能；用戶自備標(biāo)樣的牌號標(biāo)準(zhǔn)化功能；硬盤 自動存儲分析結(jié)果并可分類檢索，可用軟盤隨時調(diào)用分析結(jié)果，并可以通過電子郵件遠(yuǎn)程調(diào)譜。9）由于分析快速，大大節(jié)省了熔煉爐在成分分析時的等待時間，減少 了合金元素在爐中的燒損，同時收到了節(jié)電的效果。M2550型臺式金屬光譜分析儀每年可節(jié)省幾萬元運行費用。原因如下1）氫氣消耗量小，每分鐘僅消耗3L氫氣，每年可節(jié)省大量的材料消耗 費用。2）不需要專用地線，節(jié)省了實驗室建設(shè)的建設(shè)費用；不要外接穩(wěn)壓電 源，節(jié)省了購買穩(wěn)壓電源的費用。3）實驗室面積小，節(jié)省了廠房建設(shè)費用和維修費用。體積為560mmX480m

54、mX300mm（寬、高）;儀器質(zhì)量僅23kg;加上顯示器，外接打印機，擺 在一張稍大些的辦公桌上即可。4）光譜儀穩(wěn)定性好，不用每天標(biāo)定，節(jié)省標(biāo)祥和工時，每年費用1萬兀左右。5）全譜接收，沒有出射狹縫，不需描跡，每天節(jié)省工時 153Omin節(jié) 省人工費，也使操作者減少勞動強度。6）光譜儀可隨時關(guān)機、開機，如果不是三班制，不需每天24小時開機， 節(jié)省用電、節(jié)約氯氣和節(jié)省空調(diào)費。7）光譜儀故障率極低，維護費用極低。弟七章鋁合金現(xiàn)代熔煉技術(shù)1、鋁合金對熔化條件極為敏感。熔融后，過熱與保溫的溫度和時間同 鋁液質(zhì)量的關(guān)系極大。熔化過程中氣氛不適時，也會導(dǎo)致大量吸氣和熔渣 生成。例如，在氧化氣氛中熔煉，金屬

55、燒損過度，鋁液申形成大量熔渣， 有可能污染金屬液；在還原氣氛中熔化時，將導(dǎo)致鋁液吸氫，鋁液澆注凝固 后，造成鑄件疏松和氣孔缺陷。因此，兩種氣氛均不合適，而還原氣氛尤 其有害。最好是在中性氣氛中熔煉。熔煉中成分的控制也很重要。因為鋁合金的力學(xué)和物理性能與合金成分有關(guān)，同時，合金成分也影響鑄造和加工工藝。在冶煉過程中，F(xiàn)e、Cr、Mn元素可以化合成復(fù)雜的生成物，而這種化合物的硬度高，熔點也高，通 常沉積在鋁液下部，形成熔渣，這種熔渣是鑄件硬質(zhì)點的來源之一，其危 害是在加工中損壞復(fù)雜昂貴的刀具并造成大批工件尺寸誤差。為了防止這 種硬質(zhì)點的生成，應(yīng)當(dāng)根據(jù)熔化條件(保溫條件)計算熔渣系數(shù)。國內(nèi)外工 廠生

56、產(chǎn)經(jīng)驗證實并采用的計算公式如下：叫 + 2+ 3 也記 w 1.75*%即熔渣系數(shù)不超過1 75%寸，可預(yù)防熔渣生成。節(jié)能是降低鋁熔煉成本的重點，也是熔煉工藝的重點。盡管熔煉費用僅占鋁鑄件的8%-9%但熔煉能耗在大型鋁鑄造廠(車間)申占總能耗的 40%左 右。純鉛的熔點為658 7C,比銅、鎳、鐵都低，但其比熱容和結(jié)晶潛熱比熱比銅、鎳都高得多，因此，當(dāng)達(dá)到熔融狀態(tài)時，所需的熱值大于鎳和銅，稍低于鐵。用電加熱，熔化Ikg的鋁合金的電耗為0 32kW h。如果用焦炭作燃 料，燃料消耗質(zhì)量則相當(dāng)于金屬質(zhì)量的 40%-50%鋁合金熔化的理論平均 能耗大約為1160kJ/kg，而工業(yè)生產(chǎn)中的實際消耗一般

57、為 2500350OkJ/kg, 有時甚至高達(dá)4650kJ/kg。這說明:(1)提高熔鋁爐的熱效率對大量生產(chǎn)的 汽車鋁鑄造車間意義很大；(2)提高鋁合金熔煉的熱效率，降低能耗，目前 還大有潛力。變質(zhì)處理A356合金必須變質(zhì)和細(xì)化，才能提高其強度，特別是提高伸長率和氣 密性。當(dāng)前國際上通用的行之有效的方法是采用 Al-Sr中間合金變質(zhì)、 Al-Ti-B中間合金細(xì)化。細(xì)化常在熔化爐中進(jìn)行，變質(zhì)常在保溫爐中進(jìn)行。 變質(zhì)和細(xì)化處理后要進(jìn)行檢驗。調(diào)節(jié)溫度和澆注一般情況下，變質(zhì)溫度高于澆注溫度。因而變質(zhì)或細(xì)化處理后，要調(diào) 節(jié)溫度。一般Al-Si和Al-Cu系合金，根據(jù)成分和鑄件結(jié)構(gòu)、壁厚的不同， 澆注溫度

58、控制在690750 C，對于Al-Mg合金則低于700 C。澆注時扒凈 液面上的渣子。對Al-Mg合金，于扒渣之后，要向液面上撒一層50晰量分 數(shù)硫黃粉+50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)硼酸的混合物，以防鋁液氧化。若靜臵時間過長，如大于23h,則要重新進(jìn)行精煉處理。鈉變質(zhì)后， 要求在半小時內(nèi)澆注完畢，以防變質(zhì)失效。 2 2直接熔煉法國內(nèi)外熔煉鑄造鋁合金，基本上仍采用傳統(tǒng)的熔煉方法，即用預(yù)制合 金或先熔制成中間合金再配制成熔煉所需要的合金成分。顯然，傳統(tǒng)熔煉 法周期長、耗能高、金屬損失較大、費工時。而采用直接熔煉法（也稱一次性熔煉）可以縮短熔煉周期，降低能耗，減少金屬損耗，提高勞動生產(chǎn)率。直接熔煉法的特點是將各元

59、素材料直接投料熔化，毋需預(yù)制中間合金。 易氧化的金屬，如鎂，則在后期加。要求精心操作和良好地精煉。結(jié)晶硅 塊約25mm待 A1形成溶池后，撒上覆蓋劑1%2%偵量分?jǐn)?shù)），升溫至780 C 保溫2030min，再用攪拌工具攪拌，使難熔Si充分溶解，溫度過高會產(chǎn)生較嚴(yán)重的吸氣，全熔后加人余下的鋁，調(diào)整溫度于690710C壓鎂，最后精煉澆注。具體熔煉工藝為：1）加料順序Si-（2/33/4）AI-余AI-Mg。即先把硅塊加在己預(yù)熱發(fā)紅的柑蝸內(nèi)，再加2/33/4的AI，然后進(jìn)行快速熔化，待鋁基本熔化后， 在其表面加上質(zhì)量為爐料質(zhì)量2%勺覆蓋劑。當(dāng)鋁完全熔化，把熔體的溫度 控制在780C左右，對熔煉共晶或

60、近共晶鋁硅合金而言， 雖然硅的熔點比較 高，但硅在鋁液中的溶解度比較大， 在780C時是不難熔化的。當(dāng)硅全部熔 化后，加入余下的鋁以調(diào)整熔體溫度，使其在 750 C左右，并加人金屬鎂。2）熔煉溫度及熔煉時間：熔煉溫度若超過780C，將造成鋁液過熱而吸 收大量的氫氣。在latm條件下，100g鋁液，在700C時含氫0l5mm3在 800C 時含氫 0 45nm3 在 90OC 時含氫 1 48mm3熔煉時間過長，不僅費能費時，還可能增加熔體的吸氣量。所以在保 證完全化合的前提下，時間愈短愈好。3）熔煉的操作要求：當(dāng)熔體達(dá)到780C左右，用充分預(yù)熱的攪拌棒（最 好是石墨的）把熔體下部的硅塊輕輕攪動