アルミニウム合金ホイール鍛造の基本原理、プロセス、欠陥防止対策

ホイールハブは、自動車の駆動系システムにおける重要な部品のひとつであり、美観だけでなく十分な安全性も求められる。

現在、自動車用ホイールハブのほとんどはアルミニウム合金製であり、スチール製ハブの使用は減少している。アルミ合金製ハブはスチール製ハブに比べ、軽量で燃費が良く、機械的特性に優れ、自動車の性能を向上させるという利点がある。

アルミ合金ハブは鍛造アルミ合金ハブと鋳造アルミ合金ハブに分けられる。鋳造アルミ合金ハブは、引け、巣、介在物などの欠陥が発生しやすく、製品の機械的性能を低下させます。

一方、鍛造アルミ合金ハブの製造工程は、これらの欠陥を回避し、製品の機械的性能を大幅に向上させる。そのため、アルミ合金鍛造ハブは市場でますます支持され、アルミ合金鍛造ハブを搭載した自動車の販売も好調です。本稿では、アルミニウム合金ホイール鍛造の鍛造工程、成形欠陥、成形メカニズムについて述べる。

鍛造合金

アルミニウム合金ホイール鍛造の基本原理とプロセス

鍛造（たんぞう）とは、金属の塑性（そせい）変形を利用して、金属の機械的性質を向上させながら、一定の形状の製品を得る加圧加工法です。基本原理は、短い棒を加熱し、対応する金型に入れる。回転鍛造プレス、初期鍛造プレス、最終鍛造プレスでプレスする。最後に、トリミングと穴広げを経て鍛造工程が完了する。

アルミ合金ホイールハブの鍛造原料は連続鋳造棒材である。アルミニウム合金の等級には6系と7系があり、一般的に使用される棒材の直径は7インチ、8インチ、9インチ、10インチ、14インチです。

鍛造合金 2

2.ビレット加熱：短い棒鋼をビレット加熱炉に入れ、460℃～480℃の温度に加熱する。ビレット加熱炉には一般に3つの加熱ゾーンがあり、目的のビレット排出温度が確保される限り、設定温度は設備によって異なる。

3.金型の加熱：回転鍛造、初期鍛造、最終鍛造の金型を加熱する。炉から取り出す際の温度は、420℃～450℃に制御することが好ましい。冬季には、作業場の温度を30℃～40℃上昇させることができる。

潤滑マニピュレーター：潤滑マニピュレーターの前端には、金型を潤滑するためのスプレーディスクが装備されている。スプレーディスクは上面と下面に分かれており、通常、上面には5つのゾーン、下面には4つのゾーンがあります。特殊な金型では、対応するスプレーディスクやゾーニングが必要になることもある。離型には油性離型剤を使用する。

2.回転鍛造：300トンの鍛造プレスを使用し、短い棒材を第一のマニピュレーターでクランプし、回転鍛造ステーションに入れ、所定のプロセスパラメーターに従って回転させ、ディスクを形成する。

3.初期鍛造プレス：6,000トンまたは10,000トンの鍛造プレスを使用し、ディスクを第2マニピュレーターで保持し、初期鍛造プレスに投入する。プレス工程を経て、初鍛造品が成形される。初期鍛造工程は、大きな変形を伴い、欠陥が多く発生するため、鍛造生産において重要な工程である。

4.中間加熱炉：第二のマニピュレーターが初期鍛造品を中間加熱炉の入口まで搬送する。中間加熱炉は材料の搬出入を自動で行います。各バッチには8～16個を収容でき、排出温度は380℃～460℃の間で制御できる。

5.最終鍛造プレス：6,000トンまたは10,000トンの鍛造プレスを使用し、第3マニピュレーターが中間炉からの信号を受けて素材を取り出し、最終鍛造プレスに投入する。プレス工程を経て、最終鍛造品が成形される。最終鍛造工程は、鍛造生産における成形工程である。

6.トリミングプレス：600トンの鍛造プレスを使用し、3人目のマニピュレーターが最終鍛造品をトランスファープラットフォームに載せる。その後、4台目のマニピュレーターがトランスファープラットフォームから最終鍛造品を取り出し、トリミングプレスに投入する。穴拡げ、トリミングを経て鍛造が完了する。