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上海工程技术大学毕业设计（论文） 刹车盘材料对比和加工技术
铝合金轮毂由环状轮圈与盘状轮盘即辐板两部分组成，其制造方法总体上分为焊接法、铸造法和锻造法3种。
（1）焊接法
这种方法是将板材卷成圆筒，焊接后，对其进行简单处理或者用模具压制成轮辋，然后将事先铸出的轮辋焊接，从而生产出车轮毂。一般须采用专用生产线，生产效率相当高，虽然生产线的投资十分昂贵，在大批量生产的情况下，其生产成本较低。但由于外观稍差及其他原因，这种方法尚不多用。焊接方法可以采用激光焊、电子束焊、或者同时采用激光焊和等离子焊。由于以上焊接焊缝很窄并且几乎不会影响到临近区域的强度性能，因此，焊接处适宜冷变形加工。为了避免厚度不同引起焊缝处焊接时发生的突变，靠近焊缝区的厚材料与薄材料相接时应有一定的坡度。同时，在制造一些大尺寸的轮毂时，也会采用焊接法，但也存在技术问题，如焊接的两端如何对齐等。
（2）铸造法
由于铸造法生产铝合金轮毂具有适应性强、花色品种多样、生产成本较低等优点，铸造法仍是生产铝轮毂最普遍的方法，在目前全世界生产的铝轮毂中，铸造的占80%以上。
●金属型重力铸造法
常压下，液体金属靠重力作用充填金属铸型而获得铸件的一种铸造方法，也是一种古老的铸造方法。由于金属液在金属铸型中冷却速度较快，因而铸件比砂型铸造的组织致密，该法工序简单，设备投资
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少，生产成本较低，适用于中小规模生产。但此方法生产的铝轮毂内部质量较差，缩孔缩松严重，浇注过程中氧化膜和熔渣等夹杂物易卷入铸件，有时也会卷入气体而形成气孔缺陷，同时金属液的收得率也较低。国外铝轮毂生产此工艺已趋于淘汰，但国内有一些厂家仍在采用此工艺。
●金属型低压铸造法
低压铸造是用干燥、洁净的压缩空气将保温炉中的铝液自下而上通过升液管和浇注系统平稳地上压到铸造机模具型腔中，保持一定压力（一般为20-60 kPa）直到铸件凝固后释放压力。因在压力下充型和凝固，所以充填性好，铸件缩松少，致密性高。该法中，坩埚表面的氧化膜不会被破坏，与其它铸造方法比较，气孔和夹渣缺陷少，产品内部质量好。由于低压铸造利用压力充型和补充，大大简化了浇冒系统的结构，使金属液收得率大大提高，一般可达90%，而金属型重力铸造仅40%-60%。目前低压铸造已成为铝轮毂生产的首选工艺，日本的丰田汽车公司、东京轻合金制作所、美国福特汽车公司的Wiru厂和Amcast工业有限公司的WWheelTek分公司等均采用此工艺生产铝轮毂，国内的铝合金轮毂制造企业多数也采用此工艺生产，现有数十家企业用低压铸造工艺生产铝合金汽车及摩托车轮毂。低压铸造法的缺点是铸造时间较长，加铝料、更换模具费时间，设备投资大，低压铸造机使用的升液管成本较高且易损坏。但是较采用其它铸造方法生产的同类产品重量减少了15%，机加工切削量由原来的2-3mm减少到0.75mm，轮毂价格降低了10%。
●压力铸造法
压力铸造使液态金属在高压作用下以极高的速度充填型腔，并在压力作用下凝固而获得铸件。该工艺生产的铸件组织致密，力学性能好，强度和表面硬度较高，铸件的尺寸精确、表面光洁。但传统压铸
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工艺生产的铝轮毂最大的缺点是不能通过热处理来进一步提高性能，由于液体金属充型速度极快，型腔中气体很难完全排除，常以气孔形式存留铸件中，这些铸件孔隙中气体在热处理过程中会发生膨胀，使得铸件“起泡”。
为使压铸件也能适用于汽车保安件，近年来出现无气孔压铸新工艺，最有代表的是充氧压铸法。充氧压铸法是使压室和压型型腔内的金属液相间的空间充氧置换，并在高速高压下进行压铸，当液体金属充填时，一方面排气槽排出氧气，另一方面喷散的铝液与未排出的氧气发生反应，形成氧化铝小微粒，这种Al2O3质点颗粒细小，约在1μm以下，其质量占铸件总质量的0.1%-0.2%，不影响力学性能和加工性能，并分散在铸件内部，使铸件内不产生气孔。用充氧压铸法生产的铸件，可进行固溶处理和焊接。与传统压铸法相比，充氧压铸具有以下特点：①消除或减少了压铸件内部气孔，提高了铸件致密度；②充氧压铸件比普通压铸件铸态强度可提高10%，伸长率增加30%-50%。并可对充氧压铸件进行热处理进一步提高力学性能，热处理后强度能提高30%以上，伸长率增加80%-100%，屈服极限及冲击韧性也有显著提高；③充氧压铸件可在200-300℃的环境中工作；④充氧压铸对合金成分烧损甚微；⑤充氧压铸需附加充氧控制装置，给压铸型充氧不但消耗氧气，也会增加压铸循环时间，这将使充氧压铸件比普通压铸件的成本要高10%-15%。但对质量要求较高的铸件，采用充氧压铸后降低了铸件废品率和减少了质量控制费用，综合起来考虑，成本反而可以降低。
●挤压铸造法
挤压铸造也称为液态模锻，是一种集铸造和锻造特点于一体的新工艺，该工艺是将一定量的金属液体直接浇入敞开的金属型内，通过冲头以一定的压力作用于液体金属上，使之充填、成形和结晶凝固，
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并在结晶过程中产生一定量的塑性变形。挤压铸造充型平稳，没有湍流和不包卷气体，金属直接在压力下结晶凝固，所以铸件不会产生气孔、缩孔和缩松等铸造缺陷，且组织致密、晶粒细化，力学性能比低压铸造件高产品既有接近锻件的优良力学性能，又有精铸件一次精密成形的高效率、高精度，且投资大大低于低压铸造法。
挤压铸造特别适合于生产汽车工业中的安全性零件，汽车铝轮毂是一种要求较高的保安件，金属型重力铸造、低压铸造、压力铸造工艺生产的产品虽能满足使用要求，但整体质量比挤压铸造铝轮毂相差一个档次。
（3）锻造法
分常规锻造法、铸造锻造法和半固态模锻法。 ●常规锻造法
锻造是铝轮毂应用较早的成形工艺之一。锻造铝轮毂具有强度高、抗蚀性好、尺寸精确、加工量小等优点，一般情况其重量仅相当于同尺寸钢轮的1/2或更低。锻造铝轮毂的晶粒流向与受力的方向一致，其强度、韧性与疲劳强度均显著优于铸造铝轮毂。同时，性能具有很好地再现性，几乎每个轮毂具有同样的力学性能。锻造铝轮毂的典型伸长率为12%-17%，因而能很好的吸收道路的震动和应力。通常铸造轮毂具有相当强的承受压缩力的能力，但承受冲击、剪切与拉伸载荷的能力则远不如锻造铝轮毂。锻造轮毂具有更高的强度重量比。另外，锻造铝轮毂表面无气孔，因而具有很好的表面处理能力，不但能保证涂层均匀一致，结合牢靠，而且色彩也好。锻造铝轮毂的最大缺点是生产工序多，生产成本比铸造的高得多。
●铸造锻造法
该法是将铸造件作为锻造工序的坯料使用，对其进行塑性加工形变，由于将锻造作为零件最终成形的程序，因此可以消除铸造缺陷，
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