輕合金輪轂鍛造成型的專利技術(shù)綜述

劉娟

摘 要：本文介紹了輪轂的技術(shù)發(fā)展歷程，從專利文獻(xiàn)的角度出發(fā)對輪轂研發(fā)現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，并對該技術(shù)領(lǐng)域的國內(nèi)外的專利申請趨勢進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)以及分析，說明在面對輪轂的專利申請時，如何高效檢索相關(guān)文件。

關(guān)鍵詞：輪轂；鑄造鍛造；半固態(tài)模鍛；專利；申請人

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.048

1 引言

“節(jié)能減排”是社會關(guān)注的焦點(diǎn)，對交通工具要求：輕量化、低排放、低污染，交通制造業(yè)將目光轉(zhuǎn)移到高性能的輕合金材料開發(fā)應(yīng)用[1]。輪轂，采用輕合金材料，不同成形工藝，滿足市場需求的結(jié)構(gòu)多樣化，滿足使用者的審美要求。本文主要針對國內(nèi)外的專利申請趨勢進(jìn)行了簡要的統(tǒng)計(jì)和分析。

2 國內(nèi)外輪轂成型的技術(shù)發(fā)展歷程

1923年，日本首次在賽車上安裝鋁輪轂，1958年出現(xiàn)整體鑄造鋁輪轂，接著出現(xiàn)了鍛造鋁輪轂，1979年美國將鋁帶成型輪轂定為標(biāo)準(zhǔn)輪轂，1988年，戴卡輪轂有限公司建立了我國第一條鋁輪轂生產(chǎn)線，90年代中期，中國輪轂產(chǎn)業(yè)進(jìn)入發(fā)展期，并且持續(xù)保持強(qiáng)勢的增長速度。

鍛造輪轂出現(xiàn)較早，相比鑄造輪轂有更好的力學(xué)性能，但成本高，近年來出現(xiàn)了模鍛成型技術(shù)、鑄造鍛造的復(fù)合成形技術(shù)、半固態(tài)模鍛等技術(shù)。模鍛成型工藝是指在模鍛設(shè)備上，利用高強(qiáng)度鍛模，金屬坯料在模膛內(nèi)受到壓力產(chǎn)生塑性變形，而獲得所需尺寸和質(zhì)量鍛件的加工方法[2]。鑄造鍛造的復(fù)合成形技術(shù)，它是將鑄件作為鍛造工序的坯料使用， 對其進(jìn)行塑性加工的方法[3]。半固態(tài)模鍛，它是將半固態(tài)坯料加熱到一定體積液相的半固態(tài)狀態(tài)后進(jìn)行一次模鍛成形，從而獲得所需的接近尺寸成品零件的工藝，中信戴卡可以采用此工藝生產(chǎn)輪轂[4]。常見的輪轂鍛造成形工藝如圖1所示：

3 專利文獻(xiàn)分析

本文對鍛造輪轂進(jìn)行了定量分析，包括對專利申請量、主要專利申請人、專利申請主要分類號等方面的分析。本文主要在CNABS、VEN 數(shù)據(jù)庫中針對關(guān)鍵詞：車輪or輪轂、hub？ or wheel？；鍛造 or 模鍛、forg+ or die？ or mo？ld？；鎂 or 鋁、Mg or Al進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)。

專利申請量分析：

3.1 專利申請量

鍛造輕合金輪轂，從1960年開始迅速增長，并從2000-至今達(dá)到一個高峰期，對于鍛造輕合金輪轂在中國專利申請大體經(jīng)歷了以下三個階段：

（1）緩慢發(fā)展階段（1986-2002）。2002年之前，鍛造輕合金輪轂國內(nèi)申請量很少，發(fā)展緩慢；

（2）快速發(fā)展階段（2002-2010）。2000年-2010年，隨著鑄造鍛造復(fù)合成型、半固態(tài)模鍛成型等的出現(xiàn)，國內(nèi)輕合金鍛造輪轂快速發(fā)展，中國首條鍛造鋁合金輪轂生產(chǎn)線于2004年在戴卡輪轂制造有限公司投產(chǎn)使用，輪轂生產(chǎn)能力約100萬件/年；

（3）平穩(wěn)發(fā)展階段（2010-現(xiàn)在）。2010年-現(xiàn)在，由于鍛造輕合金輪轂相比鑄造輪轂價(jià)格更高，鍛造輕合金輪轂一般用于高端車輛上。

3.2 分類號和申請人分析

在CNABS /VEN數(shù)據(jù)庫中對申請人、關(guān)鍵詞、申請國家進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，由于統(tǒng)計(jì)方式的缺陷（如同一申請人的多種表達(dá)被分開、重復(fù)統(tǒng)計(jì)），獲得的數(shù)值結(jié)果并不能準(zhǔn)確說明各個申請人的申請量，但是總體上可以體現(xiàn)出國內(nèi)申請的特點(diǎn)：國內(nèi)申請中企業(yè)申請量占據(jù)了絕對的優(yōu)勢，鍛造輕合金輪轂生產(chǎn)主要集中在天津、浙江、河北、安徽等地；鍛造輪轂專利申請量位于前五的分別為日本、中國、美國、英國和德國，在對申請人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時，發(fā)現(xiàn)排名前5的申請人都是日本公司。所以，對于鍛造輪轂領(lǐng)域，日本做得最好，當(dāng)遇到新工藝時，要重點(diǎn)檢索日本文獻(xiàn)，為了提高檢索效率，在遇到鍛造輪轂方面的專利申請，應(yīng)首先考慮在中文庫中檢索，再考慮日文庫，其次再考慮其他國家的文獻(xiàn)。

3.3 分類號分析

在CNABS/VEN 數(shù)據(jù)庫中對IPC分類號進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。發(fā)現(xiàn)鍛造輕合金輪轂主要集中在以下四個分類號：B21J13/02，B21K1/40，B21K1/28和B60B27/00。從中可以說明，鍛造輪轂的分類號準(zhǔn)確，以后遇到鍛造輪轂申請，重點(diǎn)考慮分類號檢索。

4 結(jié)語與展望

伴隨著制造業(yè)的飛速發(fā)展，人們對輪轂的要求會越來越高，在造型設(shè)計(jì)上，它可以設(shè)計(jì)出一些活潑的細(xì)線條，設(shè)計(jì)的自由度也更高，在未來的輪轂制造行業(yè)里，隨著鍛造工藝的進(jìn)一步發(fā)展，鍛造輕合金輪轂在滿足高性能的前提下，價(jià)格會逐步降低，鍛造輪轂應(yīng)用會越來越廣泛。

參考文獻(xiàn)：

[1]Kaneko，tadataka，Suzuki，etc. Automotive applications of magnesium alloys[J].Materials Seience Forum，2003，419-422（I）：67-72.

[2]秦皇島燕大現(xiàn)代集成制造技術(shù)開發(fā)有限公司.鎂合金車輪鍛造成形方法及模具.CN102632185 A[P].2012-08-15.

[3]華北工學(xué)院.鎂合金汽車輪轂鑄擠復(fù)合成形方法.CN1429717A [P].2003-07-16.

[4]中信戴卡輪轂制造股份有限公司.半固態(tài)模鍛鋁合金車輪模具.CN201871710U[P].2011-06-22.