日前，2019年度国家科学技术奖初评结果公布，由北京航空航天大学、中信戴卡股份有限公司、秦皇岛信越智能装备有限公司等共同开发的《大尺寸铝合金车轮成型关键技术及应用》项目获评二等奖。

高性能高成本  大批量生产难实现

       汽车车轮以铝代钢，节能减排效果显著。作为乘用车高端化的象征，大尺寸铝合金车轮需求日益增大。作为安保件，铝合金车轮尺寸越大，对力学性能的要求越高。

       传统的低压铸造技术不能满足大尺寸铝合金车轮安全可靠要求，采用锻造等技术成型成本提高30-50%，阻碍了大尺寸铝合金车轮的普及应用，成为铝合金车轮行业亟待解决的问题。

       不仅如此，传统低压铸造技术还存在以下问题：轮辐轮心部位冷却速率低导致晶粒粗大、补缩困难导致缩孔缩松缺陷，批量生产时在线检测与控制严重依赖人工、传统低压铸造机和生产线不能满足大尺寸车轮成型与批产要求等。

技术生产合力 性能提升产量升级

       2002年8月以来，项目组在国家863项目和企业项目支持下，解决了乘用车用大尺寸铝合金车轮成型技术及应用问题，主要创新点如下：

       1、大尺寸车轮的本体细晶化技术。针对车轮本体细晶化难题，攻克了顺序凝固原则下快速冷却技术，实现了快速顺序凝固；发明了新型高形核能力晶粒细化剂，增强了细晶形成能力；发展了轮缘温度场均匀化技术，减少了轮缘变形和飞边，实现了铸态直接旋压加工；使得车轮轮缘、轮辐、轮心各部位的整体组织细化和强韧化，其中轮辐晶粒细化程度提高59-80%，延伸率提高40-200%，冲击韧性提高110-150%。

       2、大尺寸车轮的大结晶压力补缩技术。针对车轮本体致密化难题，提出了按模具状态加压新思路，发明了新型炉衬结构及快开炉门结构的熔池式铝液保温炉，实现了高压补缩凝固，减少了缩孔缩松缺陷，车轮本体密度显著提高。保压压力增大到0.3MPa，轮辐轮心孔隙率降低55%以上，延伸率提高90%以上，抗拉强度平均提高10%以上。

       3、大尺寸车轮成型装备及大批量生产线。针对大批量生产条件下的工艺稳定性问题，通过研发大尺寸车轮成型装备和缺陷在线检测与控制技术、发明取放过滤网机械手和模具快速测温技术等，建成了大尺寸车轮成型用新型低压铸造大批量生产线，实现了大尺寸铝合金车轮大批量稳定生产，单台装备平均生产效率提高90%以上，由1人操作1台铸造机发展到1人操作12台铸造机。

推动产业升级 环保经济双重效益

       该项目成功解决了大尺寸铝合金车轮高性能、安全可靠与大批量低成本难题。获中国发明专利26项、美国发明专利6项、软件著作权5项。经专家评价：“该项目水平整体居国际先进，其中铝合金车轮快速顺序凝固技术、大结晶压力技术及应用在同行业居国际领先水平。该项目技术成果可提高我国铝合金车轮产品的市场竞争力，推动我国铝合金车轮抢占更多高端车轮市场，对推动我国铝合金车轮行业技术进步、产业升级意义重大。”

       与此同时，项目推广应用到10余家企业，经济效益显著。其中，中信戴卡股份有限公司自2002年开始参与项目研究并推广应用，2008以来一直保持奥迪等知名高端汽车的中国独家供应商地位，打破了中国企业入围汽车零部件100强的零记录；近三年销售乘用车用大尺寸车轮8361.7万只，占全球市场份额超过20%。

       总体来看，近三年应用单位新增销售收入104.66亿元，经济效益与节能减排效果显著，对我国铝合金车轮行业高端化发展和绿色发展具有重要意义。