锻造铝合金车轮比较铸造、焊接等其它传统方法,其晶粒均匀细小、机械性能良好,在商用车等承重车辆的使用中占据着无法替代的位置。而铝合金车轮尺寸较大,外形相对复杂,加工精度高,在锻造时工艺参数的设定以及模具设计的合理性对其成形影响较大。国内对于锻造铝合金车轮的研究起步较晚且已有研究成果多处于保密状态。基于以上背景,本文以6061锻造铝合金车轮为研究对象,主要研究内容有:(1)基于对锻造铝合金车轮使用特征及加工特点的掌握,根据锻造经验与模具理论,确定了“预锻-终锻-旋压”的锻造工艺流程;(2)利用三维造型软件建立起坯料、预锻和终锻模具的三维实体造型。基于刚塑性有限元法,将模型导入有限元数值模拟软件AFDEX中,对预锻和终锻工序进行三维热力耦合模拟,掌握其锻造工艺过程的金属流动趋势、应力-应变分布以及行程-载荷曲线等成形特点;(3)基于对模拟结果的分析,预测了在实际锻造中可能出现的缺陷问题,并从机理上进行分析,提出有效的优化方案;(4)对优化前后两方案进行工艺试制,验证锻造工艺流程的可实施性与优化方案的有效性;(5)对在试制过程中出现的润滑及锻造温度两个难以在前期预测的问题进行观察与讨论,根据其特点提出实际解决方案;(6)对工艺试制后所得产品从金相组织与力学性能两方面进行检测,观察产品是否达到目标要求。研究结果如下:(1)“预锻-终锻-旋压”的锻造工艺流程可生产出符合标准的铝合金车轮,该工艺流程具备可实施性;(2)预锻及终锻锻造工艺参数确定为:模具温度为300℃、坯料温度为450℃;(3)铝合金车轮在锻造过程中,不合适的模具凸起圆角设计易使得轮辐与轮辋交界的边缘部分出现金属回流的趋势。经验证,当预锻上模模具不设置凸起圆角、终锻上模凸起圆角半径为R6mm时,可有效减缓该缺陷发生的趋势;(4)车轮的轮辐部分受到的变形较大,该处晶粒较难分辨而呈现出纤维状条纹;轮辋处组织因受到后续旋压工艺的影响,该处晶粒较为均匀,呈长条状分布;(5)采用锻造方法制造铝合金车轮,产品组织较为均匀,不存在粗晶;(6)对于抗拉强度与屈服强度,车轮的轮辋低于轮辐部分;而延伸率方面,轮辋受到旋压工序的影响,具备更好的韧性,因此优于轮辐部分,这一特点更能满足汽车车轮在行驶过程中的特性。