一种绿色铝合金轮毂镜面抛光技术

摘要 ：本文介绍了一种新型的光整抛光技术，它采用全自动抛光设备，将轮毂倾斜固定放入盛有磨料和磨剂的料箱中，通过磨料与轮毂之间的相对运动，实现自动磨抛，最终使轮毂表面具有符合产品要求的光泽。光整抛光整个生产过程没有粉尘产生，环保高效，节能减排。

[关键词] 铝合金轮毂光整抛光技术环保节能

1、前言

镜面抛光作为一种重要表面处理技术，广泛地应用于中高档汽车轮毂。它可使轮毂表面显示出较强的金属质感，大大提高产品的表面质量。目前，国内主要采用机械抛光轮的方式进行汽车轮毂镜面抛光。这种方式是将抛光麻轮或布轮固定在电机上，手持轮毂在麻轮和布轮上进行抛光，一般至少经过粗、中、精三道工序。这种方式设备简单，投入成本低，一般小型工厂应用较多。但是这种方式有不可避免的局限性：如工人的劳动强度很大，对工人的熟练程度要求很高，且受制于轮毂造型的复杂性，加工效率较低，每个工人每天平均只能加工3～4个轮毂；在手工磨削过程中产生大量的粉尘，由呼吸道以及皮肤渗入工人的身体会对工人的健康产生很大伤害，对周围环境也会造成一定的破坏；轮毂表面的抛光质量也容易受各种因素的影响，其外观随抛光人员的技术而不同，抛光光洁度和表面整体质量重现性差，难以满足客户对产品的要求。

随着汽车产业的迅猛发展，人工抛光这种原始、落后的加工方式已经成为汽车抛光轮毂行业提升、发展的瓶颈。中信戴卡股份有限公司为了解决这一问题，经过多年的探索，成功开发出一种节能环保的绿色镜面抛光技术——光整抛光技术。

2、光整抛光技术

这种绿色镜面抛光技术被称为光整抛光技术，它采用四步逐级旋流式加工方法，以机械抛光、振动光饰和化学抛光相结合的一种生产工艺。光整抛光技术采用旋转木马全自动流水线结构，不仅改善轮毂表面亮度的一致性，而且大大提高了生产效率和自动化程度，降低劳动强度，改善生产环境。具体生产工艺是将被加工铝合金轮毂以一定角度倾斜置于盛有磨料和磨剂等介质的滚筒中，通过轮毂自身的转动以及磨料箱的转动，游离状态的磨料始终以一定的压力对轮毂表面进行碰撞、滚压及微量磨削，同时添加进的磨剂对轮毂表面有清洁和光亮的作用，在这种复杂运动的作用下，实现了对棱边倒圆、去除毛刺，降低表面粗糙度，去除微观加工缺陷，改善表面物理机械性能，达到提高轮毂表面质量和外观效果的目的。

这项技术需要经过预、粗、中、精四道工序。预抛和粗抛使用磨料为白刚玉、棕刚玉或碳化硅类材质，磨料为圆球形状，目数为80~320目，直径为3~10毫米。中抛使用的磨料为树脂磨料，磨料为圆锥形状，目数为100~300目，直径为5~10毫米。精磨使用磨料为氧化锆、锆铝或陶瓷类高目数磨料，磨料为圆球形状，目数为800~2500目，直径为2~5毫米。预抛和粗抛使用磨剂为自制粘稠状、环保型HYY磨剂，中抛使用磨剂为自制粘稠状、环保型CA磨剂，精抛使用的磨剂为自制粘稠状、环保型HYA磨剂，所述三种磨剂使用过程中需与水按3%~10%质量配比，其PH值在6~9范围内。

四步工作时间相同，在抛光轮毂时，需要按照轮毂造型和尺寸设定轮毂与料箱之间的夹角，根据轮型结构确定各步磨料种类、磨剂浓度，加工时间、机头倾角、转速等参数。选用配套卡具机头自动装卡的方式进行上下料，启动升降架行走机构将车轮送入至料箱上方，料箱开始旋转运动，同时磨剂循环系统开始运转往容器中喷磨剂，然后车轮自动没入盛有磨料和磨剂等介质的料箱进一步加工，根据设定的加工时间第一步加工完毕之后自动升降行走进入下一步加工过程，每步工作时间8~12分钟。

光整加工有以下特点：

（1）光整加工的余量很小，原则上只是上道工序公差带的几分之一。一般情况下只能改善表面质量。不影响加工精度。

（2）改善工件表面层应力状态，形成抗疲劳破坏的均匀压应力值。

（3）改善工件表面层金相组织状态，提高表面显微硬度，一般提高6%~20%，形成一定深度的耐磨损、抗疲劳的致密金属层，深度一般提高4倍以上。

（4）提高工件清洁度，改善部分性能指标。

（5）降低工艺成本，减轻工人劳动强度，提高生产效率，无污染，便于机械化和自动化生产。

3、光整抛光技术优势

与传统的抛光技术相比，本公司开发的这种绿色光整抛光技术具有以下优势。

（1）产品质量

从整体效果来看，由于光整工艺采用轮毂正面浸没的方式，轮毂正面、窗口及夹角色泽一致，均匀性极佳，具有较好的金属色泽，尤其对于曲面较大结构复杂的轮毂，曲面造型增加了加工过程中磨料的流动性，进一步提高了表面光泽和外观均匀一致性。

从物理性能来看，由于光整原理是通过磨料与轮毂表面的磨削来实现，增加了表层铝基体的致密性，使表面形成了一层致密的硬化层，大大提高了表面抗磕碰和抗划伤性能。

从耐蚀性能来看，由于光整抛光技术的起源是去毛刺机，在加工过程中具有去除尖端毛刺，平滑棱角的作用，所以增大了边角的圆角，提高了边角漆膜厚度，从而提高了抗腐蚀性能，同时由于表面致密性和硬质层的增加使轮毂整体的抗腐蚀性能得到了很大的改观。经过试验证实，通过240小时CASS试验单边腐蚀宽度小于0.5mm，且表面无任何鼓泡现象，防腐蚀性能优于人工抛光技术。

（2）生产效率

在光整技术加工过程中，影响产能最重要的因素是毛坯打磨质量，较差的毛坯质量需要较长的时间来打磨，从而变向的增加了成本，降低了产能。毛坯打磨质量决定于生产工艺，而生产工艺决定着产能。本公司针对铝合金轮毂抛光研发出的光整加工最优生产工艺：预抛12min＋粗抛12min＋中抛12min＋精抛12min，与传统工艺相比，这种工艺可提高生产效率3~4倍。且这四步抛光时间并不完全固定，每一步时间长短可根据毛坯打磨质量进行调整，从而来保证抛光效果。另外，在新开发这种工艺中，抛光介质始终以游离状态存在，因此轮毂造型对抛光效率的制约因素明显减少，这种光整抛光工艺针对多轮辐、大曲面的处理效果更好，效率更高。

（3）社会效益

整个生产过程不再需要工人手持轮毂进行抛光，大大降低了工人的劳动强度，整个加工过程均在水的介质的参与下，生产过程没有任何粉尘产生，改善了员工的作业环境。且使用的磨剂PH值在7~9，对环境没有任何危害。同时没有了粉尘，也不再使用大功率除尘设备来降低粉尘。

（4）经济效益

可实现自动化生产，大大减少了劳动力，与传统手工机械抛光相比加工成本降低10%以上，同时产品档次得到大幅提升，赢得了客户的青睐。如今抛光产品出口订单充足，但是由于生产效率较低、产品质量无保证、抛光工人难招聘等原因，不能按时完成任务，从而企业失去扩大再生产的机会。随着汽车产业的发展，低成本高品质抛光产品存在巨大的市场空间，光整技术在铝轮毂抛光中的应用获得成功，为企业吸引更多的订单，创造更大的利润创造了条件。

4、结语

汽车铝轮毂正在向大直径、轻量化、高强度、美观化等方向发展，尤其对轮毂外观方面的要求越来越高。这种光整抛光技术应用在铝合金轮毂生产过程中，不仅提高了轮毂表面质量，而且大大增加了生产效率，降低了生产成本，使得产品具有更大的市场竞争力。因此，这种新型绿色抛光技术将可能成为未来的抛光技术的发展趋势。