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    铝合金铸件在汽车上的应用

    发布日期:2022-08-26 发布者:润恒压铸厂

    铝铸件在汽车上的用量正在逐年增加,应用范围也在不断扩大。一般来讲,铝铸件在汽车上的应用可分为三个方面:①壳体件,如离合器壳、变速箱壳等;②发动机部件;③其它非发动机部件。

    铸件的铸造工艺随铸件的使用场所及结构特点的不同而不同。在选择铸造工艺时一般要从以下几个方面进行考虑:①成本。这一点很重要,由于汽车工业的特点是大批量生产,生产成本直接决定其市场竞争能力;②铸件的设计特点;③对铸件力学性能的要求;①生产单位的技术水平;⑤生产单位的现有生产条件。

    一、壳体件

    壳体件主要有离合器壳、变速箱壳体、转向器壳体以及其它为降低重量而用铝合金代替钢铁的壳体件,如摇臂盖、后桥壳体、油槽、正时链轮盖壳体件、油泵及水泵壳体、变速箱变矩器壳体等。这些壳体件较常用的铸造工艺是压铸,其原因主要是压铸是大批量生产此类铸件的较经济的方法,且压铸的效率和出品率也非常高。压铸还可较大限度的减小铸件壁厚以减轻铸件重量,减少后续加工量,同时铝铸件具有较好的表面质量和尺寸精度。当然,从投资成本方面考虑,目前国内一些小厂为降低投资风险,也有采用金属型重力铸造法或低压铸造法生产离合器壳体等。

    二、发动机部件

    这类部件均为发动机的主要部件,除发动机缸体可采用压铸工艺生产外,其它铝铸件均要求具有比铝铸件的力学性能。这些部件主要有缸盖、进气歧管、活塞发动机托架和连杆等,它们均为非常关键的保安部件。

    1.发动机缸体

    缸体是较大的发动机部件,一般用铸铁铸造。采用铝合金代替铸铁可使缸体重量减轻30%以上。目前,铝合金发动机缸体的应用正在逐渐推广。然而,目前的发动机缸体一般使用铸铁缸套,这使重量的进一步减轻受到了限制。为解决这一问题,Honda等汽车公司了一种纤维增强的铝基复合材料缸套用在铝合金发动机缸体上,取代铸铁缸套。这种铝基复合材料缸套可降低汽缸的变形,提高汽缸和活塞的性能。

    通常,用来铸造缸体的铝合金均为高硅的过共晶铝硅合金,如390合金。这类合金有很好的性及耐热性,但390等高硅铝合金有许多缺点,如铸造性能不好,机械加工性能也不如亚共晶铝硅合金和铸铁,因此,目前各汽车公司都在研究使用低硅或中硅的亚共晶铝硅合金铸造汽缸体。对此,一方面要借助复合材料技术,另一方面也可采用表面改性技术提高亚共晶铝硅合金的性和耐热性等。

    铝合金缸体目前还限于在汽油机缸体上使用,在柴油机上的应用尚未开始。其原因是:一方面柴油机缸体需要承受比汽油机缸体的机械应力,另一方面由于铝合金缸体的刚度不够,在柴油机上使用会使噪声。但是,铝基复合材料的开蕊将会使铝合金的应用在未来扩大至柴油机。

    2.缸盖和进气歧管

    几乎所有的现代汽车均使用铝合金缸盖和铝合金进气歧管。其原因除要减轻重量外,还因铝合金的导热性好,可使热量地排出。这两种部件一般采用砂芯金属型重力铸造或砂芯金属型低压铸造,砂芯一般用热芯盒或壳芯法制造。

    3.活塞和连杆

    活塞是较早用铝合金制造的汽车部件之一,目前,汽车用活塞是采用铝合金制造;而连杆则不然,目前还没有使用铝合金的。活塞一般用重力金属型法生产,在涡轮增压发动机上使用的活塞常常用挤压铸造法生产。用挤压铸造法生产的活塞,其冶金质量和力学性能均超过重力金属型法生产的铸件。还处于试验阶段而少量使用的连杆也采用挤压铸造法生产。

    目前生产的汽车,尤其是小轿车,主要为发动机前置型的。用铝合金代替铸铁制造发动机部件,使发动机重量减轻,这不仅可以提高汽车的燃油经济性,而且可提高汽车的性,驾驶性能也随之提高。

    三、非发动机结构件

    这类部件均为铝铸件在汽车上的较新应用,主要为一些对性要求严格的部件。这类部件的应用主要得益于一些新的铸造技术的发展。由于是保安部件,因此对铝合金的冶金质量、力学性能和铸造工艺要求很高。这些部件主要是车轮、悬架系统定位臂、发动机框架、转向节、液压泵总成、刹车钳、油缸、刹车盘等。

    悬架系统定位臂、液压泵总成、刹车钳等几乎均采用重力金属型铸造法生产,也有采用挤压铸造法生产的,如日本的马自达公司。发动机框架是一种大型薄壁件,目前仍处于试验或样机阶段,其铸造工艺从经济性角度考虑可采用低压铸造法、压铸或重力金属型铸造法等。

    我国铸铝件在汽车上的应用与发达的差距很允全铝汽车的尚未开始,这种轻视汽车轻量化的局面估计不会持续很长时间。一方面我国有关部门正着手制订有关的环保立法,对汽车的排放污染和燃油经济性均将进行限制,另一方面汽车市场的激烈竞争也要求国内汽车厂生产自己的轻量化汽车。