RS55203B1 - Metod proizvodnje hibridnog točka od dva dela napravljena od lakog metala, poželjno aluminijuma - Google Patents

Description

[0001]Ovaj pronalazak se se odnosi na oblast točkova za vozila, motorna vozila i takodje oblast livenja za proizovdnju komponenti od lakih legura, uključujući i aluminijumske, posebno za automobilsku industriju.

[0002] Poznat je primer komada točka ostvaren integralno sa prirubnicom i dobijem presovanjem, ali isto zahteva složena i skupa tehnička sredstva i takodje značajne debljine materijala što utiče na težinu točkova i što je sve nesrazmerno sa tekućim zahtevima tržišta.

[0003] U pogledu prethodnog stanja tehnike a posmatrano u odnosu na sliku 1, već je od ranije poznato kako proizvesti hibridne točkove (R) u dva dela, obuhvatujući rubni deo ili naplatak (1) i disk (2) koji dolazi na disk točka, pri čemu se ova dva dela spajaju sredstvima pogodne veze.

[0004] Kako bi se to poboljšalo, predloženo je naprimer rešenje koje je sadržano u EP0854792, a kao hibridni točak koji se sastoji iz dva dela, ostvareno odredjenim metodom. Konekcija izmedju naplatka i prirubnice je obezbedjena varom koji se ostvaruje frikcionim zavarivanjem. Ova tehnologija je u upotrebi od strane privrednog društva koje je podredjeno ovde prijaviocu, a kako bi se izašlo u susret zahtevima tržišta. Medjutim imprelemantacija ovog postupka uključuje i neke nedostatke u odnosu na zehteve tržišta, koji su primera radi da se dobije smanjenje težine od 20 do 30% i proizvod koji je siguran. Dalje, u spomenutom patentu EP0854792, naplatak točka se zasniva na valjanju ili frikciji, kako bi se dobila finalna konfiguracija naplatka. Dva dela ili segmenta napravljena su od aluminijumske legure. Ovakvi postupci su dugotrajni i skupi, a potrebno je takodje izvesti radiografsku proveru prirubnice.

[0005] Patentni spis DE3218606A1, koji je razmatran kao napribližnije stanje tehnike, otrkiva metod koji obuhvata metod i hibridni naplatak od lake legure, a koji uključuje disk (2) i naplatak (1). k°je može biti spojeno varenjem, primenom različitih sledećih operativnih faza: - pravljenje diska pre nego se pristupa fazi kovanja, kako bi se dobio disk pre tzv. "deflashing'-a, a da bi se dobio frontalni disk, - oblikovanje dela obruča-naplatka proizvodnjom gredica od lake legure i njihovog smeštanja u kružni obodni zid dobijeno vrućom ekstrusijom, ili hladnom (P1) i ekspanzijom/razvlačenjem (P2), ovog kružnog obruča do konačnih dimenzija naplatka, - potom izvodjenjem tzv. "flow spinning"-a ili upredanja (P3) radi hladjenja, ili zagrevanja, do spomenute kružne strane do profila naplatka, te konačnog profilisanja, - spajenje zavarivanjem frontalnog diska i naplatka a nakon što se mašinski obrade područja koja se spajaju.

[0006] Prijavilac takodje, od 1983, upotrebljava tehnologiju koja kombinuje faze livenja delova i kovanja aluminijumske legure, poznatu kao "COBAPRESS". Ova tehnologija je definisana u patentu EP119365 i sastoji se od pravljenja kalupa za livenje, livenjem lakih legura aluminima, ili legura tipa aluminijuma, i prenošenjem livčke predforme u kalup kovanja koji je po pravilu manjih demenzija od dimenzija predforme (pripravka) i potom izvodjenje postupka kovanja radi dobijanja proizvoda sa konačnim svojstvima.

[0007] Jedan od problema u proizvodnji hibridnog točka iz dva dela, posebno prednjeg dela diska sastoji se u prisustvu različitih prečnika koji povezuju periferni rub diska sa centralnim delom formirajući čvorište koje će neposredno povezati naplatak za osovinu. Slika 2 prikazuje deo diska (2). Dobijanje odlivka ovoga tipa pokazuje odredjena područja rezanja (2a) a sila dejstvuje u sponama (2b) izmedju perifernog ruba diska i i povezujućih krakova. Jasno je da prekidi silom nastaju u spomenutim čvorištima.

[0008] Ovi problemi ne mogu biti rešeni tradicionanim metodama livenja koje koriste poznate tipove legura koje su pripravnije za livenje, primer radi kao u referenci AS11. Ove legure medjutim ne obezbedjuju iste mehaničke karakteristike i nisu uvek dovoljne da u potpunosti eliminišu neku vrstu defekta. Drugo rešenje se sastoji u povećanju dela krakova točka što pak po prirodi prouzrokuje povećanje težine točka.

[0009] S toga je pristup prijavioca, imajući u vidu gore spomenute tehnologije, da se razmišlja o alternativnom obliku hibridnog točka od lake legure, iz dva dela, koji resava probleme i odgovara zahtevima tržišta.

[0010] Rešenje koje je u sledu rada i različitih internih važnih eksperimentisanja se sastoji u različitim putevima izvedenih istraživanja i obavljnog posla i pokazuje odredjeni broj ograničenja koja su inkopatibilna sa potrebama i u vezi sa uslovima korišćenja hibridnih naplataka.

[0011] Prijavilac je s toga morao osmisliti i razviti novi postupak a navedeno iz odredjenih odabira faza postupka.

[0012] S toga, prema prvoj karakteristici ovoj pronalaska, metod proizvodnje hibridnog točka od lake legure uključuje frontalni disk i naplatak koji su podobni da budu spojeni skupa frikcionim zavarivanjem. Značajno je da potupak ima sledeće različite operativne faze: - izrada diska pre toga obezbedjena je putem dvostrukog livenja u kalupu i izvedenog odlivka te spomenutog odlivka prenetog u kalup za kovanje i postupak kovanja koji se izvodi radi obezbedjivanja diska pre postupka brušenja da bi se dobio spomenuti frontalni disk. - Primenu dela naplatka proizvodnjom lake metalne gredice i obradu u kružnom bočnom zidu do dimenzija konačnog naplatka, i potom operaciju hladnog ili toplog spinovanja i spomenute kružne strane do profila naplatka i konačnnog formiranja profila. - Sastavaljanje dela diska putem zavarivanja i naplatka putem zavarivanja frikcijom a nakon što su zone spojene.

[0013]Postupak kao što je definisan ovim pronalaskom se pokazao posebno efikasnim i ima sledeće prednosti: - Točak u celini ima otpornost na zamor, za dva puta veću od onih točkova koji su uobičajeno posmatrani, posebno kod izpitivanja otpornosti na zamor u krivinama, - Točak ima bolju otpornost na ispitivanje na udarce (u smislu najveće energije absorbovane bez pucanja diska), - Sekcija naplatka je tanja a što se obezedjuje ekstruzijom i time težinski otpornija. Obezbedjivanje takve debljine ne može biti ostvareno livenjem gravitacijom ili niskim pritiskom.

[0014] Problemi vezani sa dobijanje čvorova u granama dela diska su rešeni jer ovaj proizvodni postupak "začepljuje" greške u unutrašnjosti i s toga je prisutnost takvih defekata skoro nepostojeća. Dodatno, putem ovog konkretnog metoda proizvodnje dela diska, moguće je napraviti proračun konfiguracije ovog dela sa optimalnim dezajnom frontalne strane koja se ne vidi. Primera radi, neko može povećati frontalni deo i već započeti sa odsecanjem materijala u kovačnici. Dodatno, druga značajna prednost je da se poluproizvod sastoji od kružnih blanketa (trupaca) dobijenih ekstruzijom. Kruži trupac datog prečnika omogućava proizvodnju različitih profila točka nezavisno od diska dobijenog sukcesivnim operacijama i kovanjem, kao što je metod "COBAPRESS". To smanjuje defekte kod livenja a ne dodaje težinu finalnom proizvodu.

[0015]Kroz upotrebu postupka proizvodnje, kao što je "COBAPRESS" metod, može se koristiti širok izbor profila bez ograničenja, i svako je oslobodjen problema livenja, koji su rešeni samim postupkom.

[0016]U ovom konkretnom izvodjenju, mogu se dobiti delovi stranica u granama diska kao visine i do4mm a što je nedostižno u tradicionalnom livenju, za ove geometrije. Tako imamo potpunu optimizaciju s kontrolisanom i minimiziranom težinom. Dalje, stanje površine je poboljšano u delu disku u odnosu na disk dobijen tradicionalnim metodom livenja. Stanje savršene površine dobija se u fazi kovanja i tako više nije potrebno imati površinsku obradu peskiranjem-komoru za peskiranje, Što može biti veliki problem za kalup i pogoršava premaz, a ne u situaciji kovanog udarca. Time se izbegavaju linije pora u blizini površine ili fenomena poznatog kao "mehurići" (tzv. Čast Bullet Heat Treating") što biva prevazidjeno usled stvaranja gubitka vređnosti utrošene na točak (do 15% vidljivog otpadka).

[0017]Dalje prednosti ovog pronalaska su obezbedjene primenom metoda prema pronalasku, naročitu u apektu alata.

[0018]S toga ovaj pronalazak uključuje odabrane kombinacije različitih faza postupka kako bi se dobila i proizvela svaka od dve komponente, naime naplatak i disk.

[0019]Implementacija frikcionog zavarivanja dve komponente takodje doprinosi dobijanju konačnog proizvoda u formi hibridnog točka, u konkretnom homogenog i pouzdanog u pogledu kvaliteta.

[0020] U smislu optimizacije težine merenja dobijana testiranjem hibrinog točka, pokazuju sledeće rezultate:

[0021] Efekat smanjene težine ima i značajne konsekvence na emisiju ugljen dioksida. U pogledu smanjenja težine, a u odnosu samo na 4 točka vozila, generiše se s toga i manja potrošnja benzina odnosno dizel goriva.

[0022] Na slikama je prikazano stanje tehnike i primena ovog pronalaska.

Slika 1 prikazuje šematski pogled na hibridni točak u dva dela (disk i naplatak) prikazano odvojeno i onda sastavljeno,

Slika 2 je delimičan prikaz dela diska iz stanja tehnike sa prikazom sila prekida u zonama krakova,

Slika 3 je šematki prikaz koji ilustruje proizvodnu stranu cirkularne ekstruzije i finalizaciju hladnim spinovanjem,

Slika 4 šematski ilustruje metod proizvodnje dela naplatka prema tri faze formiranja kružnog obruča ektruzijom (P1) i ekspanzijom (P2) spomenutog trupca i potom "flow forming".

[0023] Putem primera su identifikovani, profil naplatka, ali i kao što je napred navedeno, metod prema pronalasku je posebno od prednosti, kako se iz istog prečnika kružnog trupca mogu dobiti različiti profili naplatka.

[0024] Konačan proizvod prema pronalasku, koji nije prikazan, u generalnom ima isti oblika kao i hibridni točak koji je prikazan na slici 1.

Claims (2)

1. Postupak za proizvodnju hibridnog točka od lake legure koji sadrži prednji disk (2) i naplatak (1) koji međjusobno mogu da se spoje frikcionim zavarivanjem, naznačeno time što obuhvata sledeće faze obrade: • Proizvodnju prednjeg diska, koji se dobija dvostepenom operacijom livenja inicijalne livačke predforme i prenošenja navedene inicijalne livačke predforme u kovaČki kalup i operacijom kovanja navedene inicijalne livačke predforme u cilju dobijanja prednjeg diska, nakon čega sledi operacija brušenja da se dobije pomenuti prednji disk; - Izradu dela naplatka, koja obuhvata proizvodnju trupca od lake legure, i oblikovanje pomenutog trupca u kružni obruč toplom ili hladnom ekstruzijom (P1), koju prati razvlačenje (P2) ovog kružnog obruča do konačnih dimenzija, i operaciju toplog ili hladnog potisnog oblikovanja (tzv. "flovv-forming") (P3) diska da se dobije konačan oblik i oblikuje profil naplatka; - Sastavljanje dela prednjeg diska i dela naplatka zavarivanjem, uključujući operaciju frikcionog zavarivanja, nakon mašinske obrade površina koje se spajaju.

2. Hibridni točak od lake legure, uključujući disk (2) i naplatak (1), naznačeno time što je disk proizveden i dobijen dvostepenom operacijom livenja inicijalne livačke predforme, praćene kovanjem, a naplatak je proizveden kroz trostepenu operaciju ekstruzije (P1), praćene razvlačenjem (P2), i potisnim oblikovanjem (tzv "flovv-forming") (P3), uz naknadno spajanje naplatka i diska operacijom frikcionog zavarivanja.