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我国车轮行业现状详细解析二

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-09-29  浏览次数:321
核心提示:三、技术水平1、产品研发能力我国钢铝车轮的各前10名企业基本实现了与主机厂的同步开发。大部分企业可以实现参考开发。多数车轮
 三、技术水平
1、产品研发能力
我国钢铝车轮的各前10名企业基本实现了与主机厂的同步开发。大部分企业可以实现参考开发。多数车轮厂都有自己的技术中心,很多都是省级乃至国家级技术中心,都有自己的试验室,能够实现基本试验项目的检验检测。大部分企业能够运用CAD\CAE\CAM等复制开发设计技术,实现产品的优化设计。
高强度、轻量化的结构设计是未来的发展方向和研究的重点,但需要原材料和制造技术的多方协调配合。卡车轮胎的全钢化对车轮的强度问题提出了挑战,车轮如何与轮胎在强度方面实现更好的匹配,是未来研究的方向。
近年来我国车轮行业申报了很多专利,但实用新型居多,真正的发明创造很少。这也是研发能力需要提高的重要方面。
我国目前的车轮研发机构都是某企业的研发机构,只针对单一企业服务。这在一定程度上造成单一研发机构的人力、财力不足,整体上看又有重复投入的现象。因此如何在有限的研发投入下创造出更多的成果,建设成果共享或一定范围内的公共平台是今后需要解决的问题。国际上:以美国为核心的一流车轮研发机构、检验测试机构就有好几家,其中,最为有权威的就是:(美国)赫斯工业公司的车轮研发中心和史密斯车轮试验室。
2、制造技术
1)铝车轮
【成型技术】 低压铸造是目前使用最为广泛的一种成型方式,约有85%左右,设备自动化程度相对较高,比较适合OEM配套。重力铸造在一定范围内还被采用,但已从原来的纯手工浇注转向机器人自动浇注。铸旋工艺是近年来发展的方向,是实现轻量化的一种有效手段。锻旋工艺目前在国内轿车车轮的应用还不普遍,主要用在卡车铝合金车轮上,目前国内的目标市场不大。
【热处理技术】由传统的井式热处理炉,向连续式辊道框式热处理炉转化。连续热处理炉又有料框式、单层步进式、单层连续式等方式。后者在设备温度控制、传动周期等方面的优点非常明显。同时,国内众多车轮厂家也纷纷开始对热处理技术做一些探索性研究,从传统的单级T6时效,开始对T4热处理及T6双级或多级时效处理进行比较分析,并在一定范围内开始运用。
【机加工技术】铝合金车轮机加工方面国内外已经没有太大差别,都是采用数控车床和加工中心进行加工,随着目前国内劳动力日益趋紧及劳动力成本的不断上涨,实现生产线自动化、机器人自动操作及在线检测,已经成为当前的重要选择之一,并逐步形成了适合中国企业自身特质的柔性自动化线。
【表面处理技术】目前国内铝合金车轮的表面处理基本分为喷涂和电镀两种。全喷漆轮为主要方式,电镀车轮最早用于北美市场的高端车,由于环保的要求不断加强,比重已经逐步减少。无铬钝化和硅烷处理是节能环保的新技术,将是未来的发展方向,但其具体技术目前仍困扰着车轮企业,是急需解决的问题。其他方式(如表面覆膜、电镀涂装结合、点胶工艺、双色甚至多色工艺、纳米技术等)也被广泛应用,提高了车轮的美观性。
2)钢车轮
【轮辋成型技术】轮辋成型方式主要有如下三种,即型钢轧制成型和滚压成型。滚压成型技术目前还是5°深槽和15°深槽轮辋应用最为普遍的技术,在滚压成型工艺中加入旋压,可制造变截面15°深槽轮辋,该技术已经在很多厂家试验,目前处于试验阶段,它可以有效地提高轮辋强度和减轻重量,这是实现等强度和轻量化的有效手段。轧制成型主要用于型钢有内胎车轮的平底轮辋和半深槽轮辋,它可以有针对性地对轮辋断面进行加强或减弱,相对滚压成型有一定的灵活性。目前已经有些厂家把该技术应用到15°深槽轮辋断面的制造上。另外非汽车车轮还采用冲压成型,分为热压和冷压,热压成型主要用于工程类车轮轮辋成型。冷压成型主要用于叉车车轮成型。
【轮辐成型技术】轮辐成型技术主要有冲压成型和旋压成型两种工艺。轿车轮辐普遍还是采用冲压工艺。卡车轮辐根据材料厚度不同可分为两种成型工艺,料厚大于或等于10mm厚的轮辐,大部分都实现了旋压成型技术,小部分采用冲压工艺;料厚小于10厚的轮辐,基本上都是采用冲压工艺。轮辐限于自身结构和传统工艺,其较低的材料利用率一直是制约其成本的主要因素。一种新型的制造工艺:卷圆焊接+旋压的技术正在一些厂家试验,成功后材料利用率可以由现在的50%左右提高到80%左右。但其制造设备目前还存在难度,无法实现大批量生产。
【轮辐机加工技术】轮辐机加工基本都采用立式专用车床,部分还采用卧式车床。轮辐机加工工艺相对比较落后,自动化程度低,设备精度也有待提高。个别厂家轮辐成型后不用机加工就能够达到要求,基于设备、模具精度和产品材料等因素影响,该工艺还未能够普及,怎样提高机加工的自动化程度和设备精度是未来研究的重要方向。
【焊接技术】轮辋的焊接主要采用闪光对焊,目前受材料、设备、工艺等方面的原因影响,焊接后焊缝微裂纹及炸裂的比例较高,焊接质量的提升是未来研究的重要方向。直流对焊在一部分车轮厂被采用,目前只用于3mm以下薄板,但由于此工艺对材料及焊前状态要求较高,应用还不是很普遍。轮辋轮辐的焊接普遍采用气体保护焊和埋弧焊的方式。高强度钢的使用对轮辋对焊提出了挑战,是未来的主攻方向。
    【表面处理技术】包括原材料表面处理和产成品表面处理。
钢板的表面处理已经由原来的酸洗逐渐过渡到喷丸。很多钢厂已经开发出酸洗涂油的技术,取消了车轮厂的酸洗工序,也改善了材料的表面质量,值得推广。目前酸洗涂油钢板厚度只有应用在5mm以下钢板,中厚板还无法实现。因此热轧中板的表面预处理暂时还只能靠酸洗或喷丸,但都各有缺陷,因此还要寄希望于钢厂的酸洗涂油技术的发展
目前车轮成品表面处理主要有阴极电泳漆、面漆和粉末喷涂三种。漆前的表面处理包括板材的前处理和成品的表面处理。成品的表面处理主要有阴极电泳、面漆、粉末喷涂技术。面漆喷涂大部分还是采用人工喷涂,质量一致性差,同时喷漆环境较差,少数厂家采用自动喷漆生产线,在目前环保要求不断提高的要求下,自动喷涂生产线技术是未来发展方向,从油漆本身看“底面和一”的电泳漆和粉末喷涂是未来发展的方向。
3、产品试验检验能力、认证问题
我国车轮生产和制造技术的发展,促进了车轮测试技术的快速发展。各种测试仪器组合计算机软件技术的应用,形成了车轮测试技术智能化、系统化的发展趋势。目前部分车轮厂拥有自己的试验室,基本通过了国家认可委员会的认证,具备了出具国检报告的资质,同时一些试验室获得了国外如日本VIA、德国TUV、美国SFI等试验室认可。但独立于车轮制造企业的第三方认证试验室体系还没有真正建立,需要建立独立的车轮权威研发认证试验机构。
四、相关行业的情况
1、原材料
车轮用材料主要是钢材和铝合金材料,在对节能、安全、环保的要求日趋严格的前提下,新材料的选择就成为一个关键问题。
 【钢板】乘用车车轮已采用550MPa低合金高强度钢,DP600和650Mpa钢正在推广应用。商用车车轮材料的强度还停留在在380Mpa或420Mpa的级别。欧洲车轮行业中,600Mpa的双相钢已经广泛地应用,780Mpa的钢材正在推广应用阶段,未来的发展趋势是使用DP800和残余奥氏体钢(TRIP钢)。目前国内钢厂生产的DP600双相钢已成熟,处于应用阶段。650Mpa的钢板已处在试验阶段,试验室已开发出DP780、TRIP600和TRIP800钢板。由于600Mpa以上的高强度钢板存在板形差、表面质量差(如麻坑等)、性能不稳定、中心层偏析等缺陷,造成生产困难,生产废品多,而且材料性价比低,因此600Mpa以上的高强度未在车轮上大批量使用。下一步需车轮厂与钢厂合作,联合开发出适用于车轮用的、性价比更高的高强度钢板,来满足汽车轻量化的需要。
【铝合金】铝车轮铸造和锻造分别采用不同的材料,目前国际上铸造铝合金材料主要采用A356(国内牌号为ZL101A系列),少数欧美车轮厂采用AlSi11,国内普遍采用A356;锻造铝合金材料主要采用变形合金铝6061。材料标准都是从发达国家转化而来,我国一些企业与高等院校、科研机构合作在新材料的研发和应用方面做了一些探索,但没有取得实质性的进展。这是一个十分复杂和艰巨的任务。新材料在铝合金车轮行业的突破,还需要有一个较漫长的过程。
镁合金应用于铸造车轮一直被国内外同行研究,但由于镁合金车轮在铸造、防腐方面的缺陷导致使用条件严格,一直无法得到大范围的推广应用。尽管如此,镁合金的应用前景仍然看好,目前压铸镁合金产品大量用于变形产品,但经过锻造、挤压或轧制等工艺生产出的变形镁合金产品具有更高的强度和更好的延展性,具有铸造镁合金产品无法取代的优良性能,国际镁协会(IMA)确定的长期目标就是要开发变形镁合金。变形镁合金可以用轧制、挤压、冲压、热锻及超塑性成形等方式进行加工。因此,开发变形镁合金生产车轮,是车轮行业未来发展的趋势之一。
【涂装和涂料】车轮所用涂料主要为粉末和油漆。节能和环保是涂装和涂料行业重点发展的方向。油漆也已从油性漆向水溶性油漆转变,粉末喷涂越来越多地被应用。采用节能降耗工艺,如先进的节能加热方式,废热回收利用等措施是未来的发展方向。
2、能源
车轮制造过程是大量耗能的过程,如铝合金的熔炼、热处理、钢板的焊接、表面的涂装等都是高耗能的工艺。许多省市的限电现象已经说明了问题,对车轮产品的正常生产造成很大的影响。因此减少耗能的工序,改进现有的工艺方法是未来研究的方向
3、专用设备、工装的制造业
我国已经形成一批专业制造车轮设备及工装的配套企业。这些企业已经积累相对成熟的经验,并且还在不断研究探索,他们支撑了中国车轮行业近年来的迅猛发展。目前大部分车轮生产和检验、试验装备已经能够国产化,如滚型机、对焊机、旋压机、熔炼炉、铸造机、热处理炉、数控车床、涂装线等,有些厂家已经能够制造整条生产线。虽然在质量、精度、和可靠性较进口设备有一定差距,但已经能够满足不同档次车轮产品的需求。
但部分技术含量高的高端制造、检验设备还不能满足高端产品制造的要求,如锻造机、旋压机、液态模锻液压机、全自动喷房、涂装全自动换线装置、全自动X光射线机、氦气试漏机等,这是十二五期间车轮制造装备的攻关方向。必须看到,我国车轮企业之间目前存在着重复引进设备现象。因此企业间需要必要的交流和学习。
4、轮胎行业
   轮胎行业的子午化、无内胎化是发展方向,子午化对车轮的无内胎化提供了客观条件,无内胎车轮的发展和推广要与轮胎的发展相互适应。十二五期间,如何促进国内商用车车轮最大限度地实现无内胎化既是汽车行业也是车轮行业的迫切任务。
五、法律法规和标准
1、影响车轮行业健康发展的因素
国家出台了引导性或强制性的产业政策法规,来推动汽车及相关结构调整与升级。如支持子午线轮胎的发展,限制斜交胎扩大生产规模,这为商用车无内胎车轮的推广创造了条件。但是,由于国内车辆超载现象严重,一些厂家为了解决车轮因超载造成的破坏,采取加厚车轮材料的方法,不利于车轮行业新材料、新工艺的开发与应用,影响技术进步。
2、车轮行业的标准
现有的车轮标准体系共有23项车轮标准。按标准归属分:国标(GB/T)8项,行业标准(QC/T)15项;按标准功能分:术语类1项,尺寸要求及检测方法类7项,性能要求及试验方法类14项,维护及保养类1项。
其中15项标准已颁布实施,8项标准为新增的标准,还没有下达编制计划号。车轮分技术委员会,按照标准的紧迫程度,已经启动了部分新增标准的制订工作;同时,也在开展对老标准的制修订工作。
 
 
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