汽車輕量化構(gòu)件壓鑄材料與工藝開發(fā)介紹-2024-06-技術(shù)資料

汽車輕量化構(gòu)件壓鑄材料與工藝開發(fā)介紹一、汽車輕量化概述一、汽車輕量化概述二、典型汽車結(jié)構(gòu)件-減震塔和副車架二、典型汽車結(jié)構(gòu)件-減震塔和副車架三、上XX大學(xué)的三、上XX大學(xué)的輕量化結(jié)構(gòu)件開發(fā)四、小結(jié)與展望四、小結(jié)與展望汽車輕量化概述輕量化是解決能源和環(huán)保等全球性問題的必然選擇世界主流汽 車廠的輕量化戰(zhàn)略，為大規(guī)模使用輕合金提供契機(jī)世界主流汽輕量化的實(shí)現(xiàn)：輕量化的材料選用輕量化的實(shí)現(xiàn)：輕量化的材料選用+輕量化集成設(shè)計(jì)+能夠?qū)崿F(xiàn)材料與設(shè)計(jì)相結(jié)合的新工藝。材料是基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)是根本、工藝是保障。減重50%！多元化材料體系汽車輕量化的主流趨勢：“集成設(shè)計(jì)、以鑄代鍛、輕量化材料合理使用”汽車輕量化vs鋁/鎂合金在多元材料設(shè)計(jì)體系下：1、合理的使用各種材料才能有效實(shí)現(xiàn)輕量化2、鋁/鎂合金在多種汽車關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用呈逐漸增長趨勢3、由于可實(shí)現(xiàn)集成設(shè)計(jì)、簡化制造工序、零件整體性能均衡化的優(yōu)勢，鑄造工藝正在成為輕合金汽車結(jié)構(gòu)件的主流制造方法減震塔零件料厚一般為2.0~5.0mm，根據(jù)受載情況有所差異，對鋁合金材料性能要求一般為σ0.2≥120MPa，δ≥10%；減震塔頂部承受減震器傳遞過來的載荷，局部料厚達(dá)5.0mm，并且需要較多的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)加強(qiáng)；鋼鋁混合連接區(qū)域，為平衡連接工藝和連接強(qiáng)度厚度一般在2.5~3.0mm，并分布加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)；其他區(qū)域零件厚度一般設(shè)計(jì)為2.0mm，并設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)提高其強(qiáng)度；成型工藝一般為高真空壓鑄。鋁合金減震塔材料：AlSi10MnMg(Sf-36)工藝：高真空壓鑄+T7熱處理鋁合金減振塔鋁合金減振塔鋁合金減振塔鋁合金減振塔2、副車架通X汽車CorvetteGMX245前副車架，低壓金屬型鑄造，A356.1-T6，920mm×600mm×200mm -0. -0.1chemischezusammensetzungvonsilafont-36,A/sigMgMnn.an]ere鋁合金真空壓鑄副車架Integraltr?ger/Mercedes·Z-<-lacklertelacklerte?X馳C級車鑄鋁合金副車架，采用Silafont-36鋁合金真空壓鑄成型，時鋁合金真空輔助低壓鑄造車架（空心結(jié)構(gòu)）材料：A356重量：16公斤尺寸：920×550×254毫米工藝：Pressureriserlesscasti壁厚：4~5毫米鑄件+型材焊接副車架管材+鑄件焊接的副車架結(jié)構(gòu)，一方面可有效減重，另一方面可降低空心結(jié)構(gòu)的鑄造難度，是目前較多采用的成型工藝。??結(jié)構(gòu)件用壓鑄鋁合金材料熱處理壓鑄Al-Si系鋁合金（Silafont36）Silafont36壓鑄合金的性能非熱處理強(qiáng)化Al-Mg-Si系壓鑄材料開發(fā)?Al-Si合金的變質(zhì)處理Al10SiMnMg無變質(zhì)延伸率：3%Al10SiMnMg變質(zhì)處理延伸率：7%高強(qiáng)韌壓鑄鋁合金材料設(shè)計(jì)基本原理：一次凝固析出相細(xì)?非熱處理強(qiáng)化壓鑄Al-Mg-Si合金一次凝固析出相細(xì)(a)(a)?成分設(shè)計(jì)：Mg/Si=1.73，第二相全部為Mg2Si，Mg2Si相粗大分布屈服強(qiáng)度：170-190MPa,抗拉強(qiáng)度300MPa，延伸率4%?微量稀土元素（La、Ce<0.5%）添加，細(xì)化晶粒和一(a)(a)?微量RE元素添加后，晶粒尺寸和一次析出相Mg2Si均得到顯著細(xì)化屈服強(qiáng)度：150-170MPa,抗拉強(qiáng)度310-330MPa，延伸率10-12%非熱處理強(qiáng)化高強(qiáng)韌壓鑄鎂合金開現(xiàn)有壓鑄鎂合金性能對比典型壓鑄鎂合金力學(xué)性能Mg-RE（La/Ce）-Al系合金一次凝固析出相的細(xì)化不同Ce/Al條件下一次析出相的形貌成分優(yōu)化后的壓鑄鎂合金材料性主要應(yīng)用對象：座椅骨架、儀表板骨架?與上汽技術(shù)中心合作，實(shí)現(xiàn)鋁合金結(jié)構(gòu)減震塔集成53.2Kg，減至鋁合金減震塔的1.95Kg，減重率達(dá)到39%鋼制沖壓件鋁合金壓鑄件三輪優(yōu)化設(shè)計(jì)?結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果?剛度與鋼制結(jié)構(gòu)相當(dāng)?澆注系統(tǒng)與模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)?三種不同的進(jìn)料方式?澆注系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)充填和順序凝固?確定采用第一種進(jìn)料方式，模具加工簡單?減震塔模具加工（加工周期90天）?分別采用AlSi10MnMg和新開發(fā)的合金進(jìn)行了樣件試制，得兩種合金最佳壓鑄工藝參數(shù)成功試制了減震塔樣件。AlSi10MnMg新型鋁合金IDRA1600噸壓鑄機(jī)模具溫度：240℃高速速度：5m/s鑄造壓力：60MPa高速速度：5m/s鑄造壓力：60MPa澆注溫度：AlSi10MnMg:680℃新型合金：700℃?減震塔樣件試制?零件內(nèi)部質(zhì)量分析關(guān)鍵受力部位X光探傷無明顯缺?樣件基本性能測試取樣部位，圓形為組織觀察部位，矩形為拉伸取樣部?AlSi10MnMg合金零件微觀組織部位1部位9部位2部位10部位3部位11?AlSi10MnMg合金零件微觀組織部位12部位13部位14部位15部位16?AlSi10MnMg合金零件拉伸性能屈服強(qiáng)度：135-140MPa,抗拉強(qiáng)度：260-270MPa，延伸率：6-8%?新型合金零件微觀組織部位1部位9部位2部位10部位3部位11?新型合金零件微觀組織部位12部位13部位14部位15部位16?新型合金零件拉伸性能屈服強(qiáng)度：160-170MPa,抗拉強(qiáng)度：300-310MPa，延伸率：8-10%?樣件臺架試驗(yàn)11234臺架試驗(yàn)安裝圖及技術(shù)條件AlSi10MnMg合金T1條件下開裂新型合金T1條件下完好?低壓鑄造模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模流分析?確定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?確定鑄造工藝參數(shù)?模具與砂芯裝配?真空輔助低壓鑄造鋁/鎂合金材料對汽車輕量化具有重要的意義，鑄造鋁/鎂合金在車身和底盤等大型結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用呈現(xiàn)快速增長趨勢；上XX大學(xué)開發(fā)的非熱處理一體化壓鑄鋁合金