一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法

摘要

本申请公开了一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂，钢制轮毂由轮毂用钢加工而成，轮毂用钢包括以下质量百分数的组分：0.10％～0.25％的C，0.20％～0.30％的Si，1.30％～1.50％的Mn，0.10％～0.30％的Cr，0.10％～0.20％的Ni，0.10％～0.20％的Mo，0.001％～0.003％的Nb，0.10％～0.30％的V，0.010％～0.030％的Ti，余量为Fe以及不可避免的杂质；本申请还提供了一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法；配方强化和工艺强化强强联合，提高了钢制轮毂的强度以及韧性，且使得强度以及韧性能够平衡兼顾，提高了钢制轮毂的使用性能与使用寿命。

权利要求

1.一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法，其特征在于，所述钢制轮毂由轮毂用钢加工而成，所述轮毂用钢包括以下质量百分数的组分：0.10％～0.25％的C，0.20％～

0.30％的Si，1.30％～1.50％的Mn，0.10％～0.30％的Cr，0.10％～0.20％的Ni，0.10％～

0.20％的Mo，0.001％～0.003％的Nb，0.10％～0.30％的V，0.010％～0.030％的Ti，余量为Fe以及不可避免的杂质，包括以下步骤：

1)炼钢：先将炼钢原料进行炼钢，炼钢完成后制得钢水，然后将钢水进行铸造，铸造完成后得到钢锭；

2)轧钢：将步骤1)得到的钢锭进行轧制，轧制完成后得到钢板；

3)退火：将步骤2)得到的钢板进行退火，退火保温温度为750℃～800℃，退火保温时间为3h～5h，炉内冷却至室温；

4)制备轮辐：将步骤3)退火处理后的钢板冲压成圆形坯料，然后将圆形坯料冲压成环形坯料，然后将环形坯料经过旋压成型制成轮辐半成品，然后依次在轮辐半成品上钻铣内螺纹孔、在轮辐半成品上冲压风孔、将轮辐半成品放在油压整形机进行型腔精整成型，完成后制得轮辐；

5)制备轮辋：将步骤3)退火处理后的钢板冲压成长方形坯料，然后将长方形坯料滚弯，然后将滚弯后的坯料经过焊接制成圆筒，然后将圆筒进行辊压成型，辊压成型完成后制成轮辋半成品，然后在轮辋半成品上打气门孔，完成后制得轮辋；

6)轮辐与轮辋的装配：先将步骤4)得到的轮辐与步骤5)得到的轮辋进行压铆连接，然后进行焊接连接，焊接完成后制得轮毂半成品；

7)退火：将步骤6)得到的轮毂半成品进行退火；

8)淬火：将步骤7)退火处理后的轮毂半成品进行淬火处理，淬火保温温度为930℃～

940℃，淬火保温时间为1h～2h，然后放入20℃～40℃的水中冷却140s～150s；

9)回火：将步骤8)淬火处理后得到的轮毂半成品进行回火处理，回火保温温度为580℃～600℃，回火保温时间为3h～5h，然后出炉空冷。

2.根据权利要求1所述的用于无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法，其特征在于，步骤7)中，退火保温温度为740℃～760℃，退火保温时间为2h～4h，炉内冷却至室温。

3.根据权利要求1所述的一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法，其特征是，所述Mo的质量百分数为0.15％～0.20％。

4.根据权利要求1所述的一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法，其特征是，所述Nb的质量百分数为0.0015％～0.0025％。

5.根据权利要求1所述的一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法，其特征是，所述V的质量百分数为0.15％～0.25％。

6.根据权利要求1所述的一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法，其特征是，所述Ti的质量百分数为0.015％～0.030％。

说明书

一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法

技术领域

[0001] 本申请涉及钢制轮毂技术领域，尤其是涉及一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂及其制备方法。

背景技术

[0002] 无内胎轮胎(Tubeless Tires)，俗称原子胎或真空胎，这种轮胎就是没有内胎和垫带，是利用轮胎内壁和胎圈的气密层保证轮胎与轮辋间良好的气密性，外胎兼起内胎的
作用，轮胎内未配装内胎而此轮胎本身就有内胎构造，空气即充填在胎中，目前已普遍采
用，取代有内胎的车轮。

[0003] 目前，钢制轮毂包括轮辐与轮辋，由轮辐与轮辋焊接连接而成，钢制轮毂多用于卡车、货车、客车等大型车。

[0004] 随着科技进步与经济社会发展，目前的钢制轮毂的强度以及韧性等多项性能已经越来越不能满足当今的使用要求，因此，一是如何提高钢制轮毂的强度以及韧性，以满足目
前越来越高的使用要求，二是如何使得钢制轮毂的强度以及韧性等多项性能能够平衡兼
顾，不偏不倚，以提高钢制轮毂的使用寿命，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

[0005] 本申请的目的是提供一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂，该钢制轮毂具有平衡兼顾的强度和韧性，能够提高钢制轮毂的使用寿命。本申请的另一个目的是提供一种上述用于
无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法。

[0006] 为解决上述的技术问题，本申请提供的技术方案为：

[0007] 一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂，所述钢制轮毂由轮毂用钢加工而成，所述轮毂用钢包括以下质量百分数的组分：0.10％～0.25％的C，0.20％～0.30％的Si，1.30％～
1.50％的Mn，0.10％～0.30％的Cr，0.10％～0.20％的Ni，0.10％～0.20％的Mo，0.001％～
0.003％的Nb，0.10％～0.30％的V，0.010％～0.030％的Ti，余量为Fe以及不可避免的杂
质。

[0008] 优选的，所述Mo的质量百分数为0.15％～0.20％。

[0009] 优选的，所述Nb的质量百分数为0.0015％～0.0025％。

[0010] 优选的，所述V的质量百分数为0.15％～0.25％。

[0011] 优选的，所述Ti的质量百分数为0.015％～0.030％。

[0012] 一种上述中的任意一项所述的用于无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法，包括以下步骤：

[0013] 1)炼钢：先将炼钢原料进行炼钢，炼钢完成后制得钢水，然后将钢水进行铸造，铸造完成后得到钢锭；

[0014] 2)轧钢：将步骤1)得到的钢锭进行轧制，轧制完成后得到钢板；

[0015] 3)退火：将步骤2)得到的钢板进行退火，退火保温温度为750℃～800℃，退火保温时间为3h～5h，炉内冷却至室温；

[0016] 4)制备轮辐：将步骤3)退火处理后的钢板冲压成圆形坯料，然后将圆形坯料冲压成环形坯料，然后将环形坯料经过旋压成型制成轮辐半成品，然后依次在轮辐半成品上钻
铣内螺纹孔、在轮辐半成品上冲压风孔、将轮辐半成品放在油压整形机进行型腔精整成型，
完成后制得轮辐；

[0017] 5)制备轮辋：将步骤3)退火处理后的钢板冲压成长方形坯料，然后将长方形坯料滚弯，然后将滚弯后的坯料经过焊接制成圆筒，然后将圆筒进行辊压成型，辊压成型完成后
制成轮辋半成品，然后在轮辋半成品上打气门孔，完成后制得轮辋；

[0018] 6)轮辐与轮辋的装配：先将步骤4)得到的轮辐与步骤5)得到的轮辋进行压铆连接，然后进行焊接连接，焊接完成后制得轮毂半成品；

[0019] 7)退火：将步骤6)得到的轮毂半成品进行退火；

[0020] 8)淬火：将步骤7)退火处理后的轮毂半成品进行淬火处理，淬火保温温度为930℃～940℃，淬火保温时间为1h～2h，然后放入20℃～40℃的水中冷却140s～150s；

[0021] 9)回火：将步骤8)淬火处理后得到的轮毂半成品进行回火处理，回火保温温度为580℃～600℃，回火保温时间为3h～5h，然后出炉空冷。

[0022] 优选的，步骤7)中，退火保温温度为740℃～760℃，退火保温时间为2h～4h，炉内冷却至室温。

[0023] 本申请提供了一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂，通过对制备钢制轮毂所用的轮毂用钢中的元素种类及其含量的控制和优化，其中，Mn、Cr以及Mo三种元素可以提高轮毂用钢
的淬透性，使其具有较高的强度，Ni、Nb、V以及Ti四种元素均是为了细化晶粒，提高轮毂用
钢的韧性，从而提高了钢制轮毂的强度以及韧性，满足了目前越来越高的使用要求，且使得
本申请提供的轮毂用钢在具有一定的强度的前提下还具有较高的韧性，基本上实现了在轮
毂用钢中强度和韧性的平衡兼顾，不偏不倚，由该轮毂用钢制备的钢制轮毂的性能稳定，在
使用过程中没有组织转变，没有变形，从而提高了钢制轮毂的使用寿命；

[0024] 本申请还提供了一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法，由于该制备方法使用上述的轮毂用钢作为原材料来制作钢制轮毂，由于该轮毂用钢原材料具有较高的强度和
韧性，在优化轮毂用钢中的元素的种类及其含量的基础上，进一步地对钢制轮毂的制备方
法中的工艺步骤及其工艺参数进行了改进优化，配方强化和工艺强化强强联合，进一步提
高了所制得的钢制轮毂的强度和韧性，进一步提高了钢制轮毂的使用寿命。

具体实施方式

[0025] 为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本申请的特征及优点，而不是对本申请权利要求的限
制。

[0026] 本申请提供了一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂，所述钢制轮毂由轮毂用钢加工而成，所述轮毂用钢包括以下质量百分数的组分：0.10％～0.25％的C，0.20％～0.30％的Si，
1.30％～1.50％的Mn，0.10％～0.30％的Cr，0.10％～0.20％的Ni，0.10％～0.20％的Mo，
0.001％～0.003％的Nb，0.10％～0.30％的V，0.010％～0.030％的Ti，余量为Fe以及不可
避免的杂质。

[0027] 在本申请的一个实施例中，所述Mo的质量百分数为0.15％～0.20％。

[0028] 在本申请的一个实施例中，所述Nb的质量百分数为0.0015％～0.0025％。

[0029] 在本申请的一个实施例中，所述V的质量百分数为0.15％～0.25％。

[0030] 在本申请的一个实施例中，所述Ti的质量百分数为0.015％～0.030％。

[0031] 本申请还提供了一种上述中的任意一项所述的用于无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法，包括以下步骤：

[0032] 1)炼钢：先将炼钢原料进行炼钢，炼钢完成后制得钢水，然后将钢水进行铸造，铸造完成后得到钢锭；

[0033] 2)轧钢：将步骤1)得到的钢锭进行轧制，轧制完成后得到钢板；

[0034] 3)退火：将步骤2)得到的钢板进行退火，退火保温温度为750℃～800℃，退火保温时间为3h～5h，炉内冷却至室温；

[0035] 4)制备轮辐：将步骤3)退火处理后的钢板冲压成圆形坯料，然后将圆形坯料冲压成环形坯料，然后将环形坯料经过旋压成型制成轮辐半成品，然后依次在轮辐半成品上钻
铣内螺纹孔、在轮辐半成品上冲压风孔、将轮辐半成品放在油压整形机进行型腔精整成型，
完成后制得轮辐；

[0036] 5)制备轮辋：将步骤3)退火处理后的钢板冲压成长方形坯料，然后将长方形坯料滚弯，然后将滚弯后的坯料经过焊接制成圆筒，然后将圆筒进行辊压成型，辊压成型完成后
制成轮辋半成品，然后在轮辋半成品上打气门孔，完成后制得轮辋；

[0037] 6)轮辐与轮辋的装配：先将步骤4)得到的轮辐与步骤5)得到的轮辋进行压铆连接，然后进行焊接连接，焊接完成后制得轮毂半成品；

[0038] 7)退火：将步骤6)得到的轮毂半成品进行退火；

[0039] 8)淬火：将步骤7)退火处理后的轮毂半成品进行淬火处理，淬火保温温度为930℃～940℃，淬火保温时间为1h～2h，然后放入20℃～40℃的水中冷却140s～150s；

[0040] 9)回火：将步骤8)淬火处理后得到的轮毂半成品进行回火处理，回火保温温度为580℃～600℃，回火保温时间为3h～5h，然后出炉空冷。

[0041] 在本申请的一个实施例中，步骤7)中，退火保温温度为740℃～760℃，退火保温时间为2h～4h，炉内冷却至室温。

[0042] 本申请提供了一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂，本申请通过对制备钢制轮毂所用的轮毂用钢中的元素种类及其含量的控制和优化，其中，Mn、Cr以及Mo三种元素可以提高轮
毂用钢的淬透性，使其具有较高的强度，Ni、Nb、V以及Ti四种元素均是为了细化晶粒，提高
轮毂用钢的韧性，从而提高了钢制轮毂的强度以及韧性，满足了目前越来越高的使用要求，
且使得本申请提供的轮毂用钢在具有一定的强度的前提下还具有较高的韧性，基本上实现
了在轮毂用钢中强度和韧性的平衡兼顾，不偏不倚，由该轮毂用钢制备的钢制轮毂的性能
稳定，在使用过程中没有组织转变，没有变形，从而提高了钢制轮毂的使用寿命；

[0043] 本申请还提供了一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法，由于该制备方法使用上述的轮毂用钢作为原材料来制作钢制轮毂，由于该轮毂用钢原材料具有较高的强度和
韧性，在优化轮毂用钢中的元素的种类及其含量的基础上，进一步地对钢制轮毂的制备方
法中的工艺步骤及其工艺参数进行了改进优化，配方强化和工艺强化强强联合，进一步提
高了所制得的钢制轮毂的强度和韧性，进一步提高了钢制轮毂的使用寿命。

[0044] 本申请未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。

[0045] 为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂及其制备方法进行详细说明，本申请的保护范围不受以下实施例的限制。

[0046] 实施例1

[0047] 一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂，所述钢制轮毂由轮毂用钢加工而成，所述轮毂用钢包括以下质量百分数的组分：0.16％的C，0.24％的Si，1.42％的Mn，0.22％的Cr，
0.18％的Ni，0.15％的Mo，0.0016％的Nb，0.21％的V，0.024％的Ti，余量为Fe以及不可避免
的杂质。

[0048] 实施例1所述的用于无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法，包括以下步骤：

[0049] 1)炼钢：先将炼钢原料进行炼钢，炼钢完成后制得钢水，然后将钢水进行铸造，铸造完成后得到钢锭；

[0050] 2)轧钢：将步骤1)得到的钢锭进行轧制，轧制完成后得到钢板；

[0051] 3)退火：将步骤2)得到的钢板进行退火，退火保温温度为800℃，退火保温时间为4h，炉内冷却至室温；

[0052] 4)制备轮辐：将步骤3)退火处理后的钢板冲压成圆形坯料，然后将圆形坯料冲压成环形坯料，然后将环形坯料经过旋压成型制成轮辐半成品，然后依次在轮辐半成品上钻
铣内螺纹孔、在轮辐半成品上冲压风孔、将轮辐半成品放在油压整形机进行型腔精整成型，
完成后制得轮辐；

[0053] 5)制备轮辋：将步骤3)退火处理后的钢板冲压成长方形坯料，然后将长方形坯料滚弯，然后将滚弯后的坯料经过焊接制成圆筒，然后将圆筒进行辊压成型，辊压成型完成后
制成轮辋半成品，然后在轮辋半成品上打气门孔，完成后制得轮辋；

[0054] 6)轮辐与轮辋的装配：先将步骤4)得到的轮辐与步骤5)得到的轮辋进行压铆连接，然后进行焊接连接，焊接完成后制得轮毂半成品；

[0055] 7)退火：将步骤6)得到的轮毂半成品进行退火，退火保温温度为760℃，退火保温时间为3h，炉内冷却至室温；

[0056] 8)淬火：将步骤7)退火处理后的轮毂半成品进行淬火处理，淬火保温温度为935℃，淬火保温时间为1.5，然后放入20℃～40℃的水中冷却140s～150s；

[0057] 9)回火：将步骤8)淬火处理后得到的轮毂半成品进行回火处理，回火保温温度为590℃，回火保温时间为4h，然后出炉空冷。

[0058] 实施例2

[0059] 一种用于无内胎轮胎的钢制轮毂，所述钢制轮毂由轮毂用钢加工而成，所述轮毂用钢包括以下质量百分数的组分：0.21％的C，0.27％的Si，1.46％的Mn，0.18％的Cr，
0.14％的Ni，0.18％的Mo，0.0023％的Nb，0.21％的V，0.026％的Ti，余量为Fe以及不可避免
的杂质。

[0060] 实施例2所述的用于无内胎轮胎的钢制轮毂的制备方法，包括以下步骤：

[0061] 1)炼钢：先将炼钢原料进行炼钢，炼钢完成后制得钢水，然后将钢水进行铸造，铸造完成后得到钢锭；

[0062] 2)轧钢：将步骤1)得到的钢锭进行轧制，轧制完成后得到钢板；

[0063] 3)退火：将步骤2)得到的钢板进行退火，退火保温温度为790℃，退火保温时间为4.5h，炉内冷却至室温；

[0064] 4)制备轮辐：将步骤3)退火处理后的钢板冲压成圆形坯料，然后将圆形坯料冲压成环形坯料，然后将环形坯料经过旋压成型制成轮辐半成品，然后依次在轮辐半成品上钻
铣内螺纹孔、在轮辐半成品上冲压风孔、将轮辐半成品放在油压整形机进行型腔精整成型，
完成后制得轮辐；

[0065] 5)制备轮辋：将步骤3)退火处理后的钢板冲压成长方形坯料，然后将长方形坯料滚弯，然后将滚弯后的坯料经过焊接制成圆筒，然后将圆筒进行辊压成型，辊压成型完成后
制成轮辋半成品，然后在轮辋半成品上打气门孔，完成后制得轮辋；

[0066] 6)轮辐与轮辋的装配：先将步骤4)得到的轮辐与步骤5)得到的轮辋进行压铆连接，然后进行焊接连接，焊接完成后制得轮毂半成品；

[0067] 7)退火：将步骤6)得到的轮毂半成品进行退火，退火保温温度为750℃，退火保温时间为3h，炉内冷却至室温；

[0068] 8)淬火：将步骤7)退火处理后的轮毂半成品进行淬火处理，淬火保温温度为935℃，淬火保温时间为1.5，然后放入20℃～40℃的水中冷却140s～150s；

[0069] 9)回火：将步骤8)淬火处理后得到的轮毂半成品进行回火处理，回火保温温度为590℃，回火保温时间为4h，然后出炉空冷。

[0070] 上述实施例制备的钢制轮毂的力学性能的检测结果如表1所示。

[0071] 表1实施例制备的钢制轮毂的力学性能的检测结果

[0072]

[0073] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行
若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。