汽車鋁合金輪轂鑄造研究

時間:2022-01-16 09:57:58

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汽車鋁合金輪轂鑄造研究

摘要:隨著我國制造業(yè)、汽車行業(yè)的快速發(fā)展,對汽車鋁合金輪轂鑄造技術(shù)工藝的應用提出較高要求。特別以往工藝應用下,多采用鋼制輪轂,整體性能較差,所以考慮引入安全性、輕便性特征明顯的鋁合金材料,但如何在鋁合金輪轂鑄造工藝水平上提高,成為目前需考慮的主要問題。本次研究將對汽車制造業(yè)中鋁合金輪轂的應用優(yōu)勢分析,明確技術(shù)工藝應用基本原理,在此基礎(chǔ)上提出汽車鋁合金輪轂鑄造技術(shù)工藝應用具體要求。

關(guān)鍵詞:汽車行業(yè);鋁合金輪轂;鑄造工藝;應用

汽車行業(yè)發(fā)展背景下,要求在配套技術(shù)層面不斷完善,如引入鋁合金輪轂鑄技術(shù)。值得注意的是,盡管當前鑄造技術(shù)工藝方面逐漸以鋁合金輪轂替代鋼輪轂,對提高汽車整體制造水平有積極作用,但如何保證該技術(shù)工藝應用優(yōu)勢充分發(fā)揮,是目前需考慮的主要問題。因此,本文對汽車鋁合金輪轂鑄造工藝應用研究,具有十分重要的意義。

1汽車制造業(yè)中鋁合金輪轂的應用優(yōu)勢分析

鋁合金輪轂在近年來鑄造技術(shù)工藝中極為常見,其優(yōu)勢較為明顯,具體表現(xiàn)為:第一,節(jié)能、簡便。由于該材料本身有輕質(zhì)特征,對車輛制動能量有一定影響,可保證車輛加速性能的提高以及汽油消耗的控制,環(huán)境污染較小,且成本較低。第二,整體性能優(yōu)良。主要表現(xiàn)在減震性能、散熱性能方面,材料應用下,同輪胎高精度分離,有助于震動性的降低,行車中舒適度較高,損耗降低。第三,材料美觀性突出。由于鋁合金輪轂鑄坯不具備較強的強度,可做紋路繪制,形成多樣化的車輛輪轂造型,整體視覺效果較好。因此,鋁合金輪轂以其自身優(yōu)勢被廣泛用于汽車制造領(lǐng)域中[1]。

2汽車鋁合金輪轂鑄造技術(shù)應用基本原理

若從汽車輪轂構(gòu)成部分看,主要體現(xiàn)輪轂同車體相連、輪轂同車胎相連方面,其中連接車體部分,涉及的構(gòu)件有車軸、車輪,如輪輻、偏距。而連接輪胎部分,有槽底、氣門孔、輪緣、胎圈座等,主要用于輪胎支撐維持。而在鑄造中,可采用多種鑄造工藝手段,如半固態(tài)模鍛成型、擠壓鑄造成型、鑄造法以及鍛造法等。從鑄造技術(shù)工藝應用流程看,主要表現(xiàn)在材料準備、金屬毛坯基礎(chǔ)成型、加熱處理與加工、塑造外觀、投入使用等[2]。

3汽車鋁合金輪轂鑄造技術(shù)工藝應用具體要求

3.1合理控制鑄造技術(shù)相關(guān)指標。鑄造技術(shù)指標是否合理直接影響技術(shù)工藝效果發(fā)揮。指標選取中需結(jié)合具體的材料,如合金輪轂為18寸,在指標控制上,其中的制定部位,需以Ⅱ類要求為參照驗收,鑄件部分驗收中,需以HB963-2001下Ⅲ類為參照。由于鑄造中需考慮到熱處理環(huán)節(jié),所以需以HB5446-1990作為參照,同時,熱處理后,鋁合金在力學性能上應達到460MPa以上。為保證各技術(shù)指標合理,還需依據(jù)CT12級驗收尺寸[3]。3.2合理選擇合金與相關(guān)材料配比參數(shù)。鑄造方式確定后,則需依據(jù)相應的流程開展鑄造過程,選擇合適的鋁合金材料。鋁合金材料選擇中,主要需對相關(guān)的配比參數(shù)進行控制,如基礎(chǔ)材料、輔助材料配比控制。以硬鋁合金為例,其中的Mg、Cu、AI等,與輪轂可塑性設(shè)計要求難以吻合,所以一般選擇硬鋁合金屬,其中的Zn、Mg、Cu、CI,有較好的可塑性。為保證鋁合金材料選擇合理,可對比不同金屬優(yōu)勢,檢驗其中的化學成分,判斷是否滿足配比要求,確保最終所選擇的鋁合金具有較好的機械加工性能、塑形以及較高的硬度與強度[4]。3.3澆筑方法選擇與澆筑尺寸確定。鋁合金輪轂鑄造工藝技術(shù)應用中,需合理選擇澆筑方法,由于澆筑方法較多,所以需對比各類方法優(yōu)劣,一般要求澆筑下可獲取較高的鑄件成功率,成本較少,同時操作者可接受與操作,這種澆筑方法以低壓鑄造工藝較為常見,其實施的原理在于通過容器內(nèi)外氣壓差、冷卻凝固,完成鑄造過程。另外,在澆注尺寸控制上,待金屬毛坯基礎(chǔ)成型后,精確確定鑄造模型尺寸,一般可利用鑄造模具保證尺寸的合理性。同時,可通過做模板位置分析、排氣系統(tǒng)相關(guān)計算以及冷卻順序控制等,使?jié)仓叽缇_度提高[5]。3.4熱處理工藝參數(shù)選擇。溫度、時間參數(shù)控制是鑄造工藝技術(shù)主要指標,具體細化包括:①合理控制固溶溫度,若溫度控制效果不理想,極易出現(xiàn)鑄造精確度降低問題,如過高溫度致使合金氧化,影響元素成分,過低溫度影響熱處理效果。根據(jù)目前大多資料研究,提出530-540℃是固溶溫度最佳范圍值;②時間指標控制,要求通過相應的測試處理方法,對溫度與實踐參數(shù)確定,如60℃淬火水溫下,保持15s以內(nèi)延續(xù)時間,再如160-170℃時效處理條件下,3-4小時保溫時間為最佳[6]。

4結(jié)論

鋁合金輪轂鑄造技術(shù)工藝的應用為汽車制造業(yè)發(fā)展提供強有力的技術(shù)支撐。實際引入鋁合金輪轂鑄造技術(shù)工藝中,應正確認識技術(shù)的應用優(yōu)勢與實現(xiàn)原理,做好鑄造技術(shù)指標控制、合金相關(guān)材料配比參數(shù)控制、澆筑尺寸確定與熱處理工藝參數(shù)選擇等,這樣保證技術(shù)應用優(yōu)勢充分發(fā)揮,對提高整體制造水平可發(fā)揮重要作用。

參考文獻:

[1]姚丹.汽車鋁合金輪轂鑄造技術(shù)工藝應用研究[J].世界有色金屬,2018(04):241,243.

[2]何宇文.鋁合金輪轂鑄造技術(shù)工藝探究[J].中國金屬通報,2018(03):70-71.

[3]劉海龍.汽車鋁合金輪轂鑄造工藝研究分析[J].南方農(nóng)機,2018,49(05):143.

[4]介石磊,彭俊,郝春雨.汽車鋁合金輪轂低壓鑄造工藝研究[J].鑄造技術(shù),2017,38(11):2785-2788.

[5]張世琪,聶曉朋,康泰.鋁合金輪轂生產(chǎn)工藝[J].科技創(chuàng)新導報,2017,14(24):105,107.

[6]李曉強.鋁合金輪轂,汽車輪胎材料建設(shè)的新方向——針對汽車鋁合金輪轂的鑄造工藝研究[J].黑龍江科技信息,2016(27):124.

作者:吳國瑞 陳曉鵬 張世琪 單位:中信戴卡股份有限公司