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    汽车铸件材料的高性能化和压铸过程

    发布日期:2021-01-21 发布者:润恒压铸

    其一、汽车铸件材料的高性能化
    提高材料的性能,使得单位重量的零件能够承受高的载荷,是降低铝铸件重量的方法之一。支架类结构铸件占汽车铸件相当大的比例,因而其铸件的开发也成为关注的之一。通过热处理等措施,使材料显微组织改变,从而提高零件的强度、刚度或韧性,可以地降低零件重量。
    等温淬火球墨铸铁,不仅强度比普通铸钢材料有所提高,而且密度比钢要低,其密度为7.1g/cm3,而铸钢的密度为7.8g/cm3,是近年来广泛推荐采用的材料。采用等温淬火球墨铸铁,在铸件尺寸相同的条件下,比铸钢件轻10%。东风汽车公司在某型商用车进行了采用等温淬火球墨铸铁替代铸钢件。的轻量化验证工作,并针对等温淬火球墨铸铁件高强度特点,对14个悬架类零件进行重新设计。表1为采用等温淬火球墨铸铁材料替代后的轻量化效果,总重量减轻近40%。需要说明的是的轻量化效果不仅仅是材料替代产生的,还包括轻量化设计的贡献。一般来说,汽车铸铝件的材料替换往往伴随着零件的轻量化设计。
    在铝合金和镁合金铸件方面也采用了高强、高韧的材料进行替代,在原有轻合金减重的基础上,应用高性能材料进行进一步减重,采用高性能的AE44合金取代原有的铝合金,采用高压铸造的方法生产副车架,在铝合金减重的基础上进一步减重6kg。
    压铸件是先进的金属成型方法之一,是实现少切屑,无切屑的途径,应用很广,发展很快。目前压铸合金不再局限于有色金属的锌、铝、鎂和铜,而且也逐渐扩大用来压铸铸铁和铸钢件。压铸件的尺寸和重量,取决于压铸机的功率。由于压铸机的功率不断增大,铸件形尺寸可以从几毫米到1~2m;重量可以从几克到数十公斤。国外可压铸直径为2m,重量为50kg的压铸件。
    压铸件也不再局限于汽车工业和仪表工业,逐步扩大到其它各个工业部门,如农业机械、机床工业、电子工业、国防工业、计算机、钟表、照相机和日用五金等几十个行业,具体有:汽车零配件,家具配件,浴室配件(卫浴),灯饰零件,玩具,须刨,领带夹,电气一电子零件,皮带扣,表壳,金属饰扣,锁具,拉链等。在压铸技术方面又出现了真空压铸、加氧压铸、精速密压铸以及可溶型芯的应用等新工艺。
    压铸件应用范围广泛,实际上就在压铸行业内形成了多个细分市场领域。目前,大部分中小压铸厂主要生产五金、家电及灯具等普通压铸产品,企业规模小,设备水平较低,价格竞争激烈,企业效益较低。而少数规模较大的压铸企业拥有较先进的设备与技术,能够生产符合汽车产业、通讯等产业对于高精密压铸产品的要求。这类厂商能够与下游客户建立稳定的长期合作关系,在市场竞争中处于较有利的地位,企业效益较好。

    其二、压铸过程的模拟仿真技术
    压铝铸件充型过程(流场)模拟,可以预测在射筒、浇道和型腔内卷气情况。铸造充型过程的数值模拟,可以帮助技术人员在铸造工艺阶段对铸件可能出现的各种卷气压力大小、部位和发生的时间予以的预测,从而优化铸造工艺设计,确保铸件的质量,缩短试制周期,降低生产成本。压铸件卷气模拟分析,实际气孔位置与模拟流场分析卷气位置符合。
    外观上水蒸气气孔一般呈现为圆形、灰色、暗淡、不平整和干燥鳞状特征。出现此特征应检查脱模剂喷涂和模具冷却水管泄漏状况。
    当金属液在填充过程中遇到水时,会形成水蒸气。
    在水转化为水蒸气的过程中,会产生膨胀。在水滴的位置,会形成水蒸气气泡。气泡所占的空间大约是原水滴的1500倍。气体很难通过排溢系统排出,存在于金属某处,位置很难预测。
    一般的水蒸气气孔大约98%来自压铸涂料。主要出现在以下压铸过程:①模具上喷涂过多的水基涂料,当模具开始闭合时,型腔内没有完全干燥;②水管泄漏;③水管连接螺纹处泄漏;①模具开裂,有水渗入;⑤在模具闭合时,模具上端的水滴流入型腔内;⑥水基液压液体残留在模具上。
    其中,较重要的是要保证模具关闭时干燥。有时目视模具已干燥,但是零件还会有水蒸气引起的气孔。这种情况就要关闭模具,锁住模具并等待一段时间,在确认没有压铸零件后再打开模具检查。另外,也要防止滑块在运动中将脱模剂挤入模具型腔内。
    热室压铸机泄漏往往发生在浇道处。该处由于热应力经常产生裂纹,并导致泄漏,形成水蒸气气孔。在每次开机时,应检查并及时排除。特别是镁合金铸件,在浇道出现泄漏可能会产生爆炸,十分危险。由于浇道处的模具表面与水管的距离较短,应经常仔细检查。