泊头市润恒压铸有限公司

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  • 铝在汽车上的使用与铝合金轮毂的成型工艺

    发布日期:2020-02-28 发布者:润恒压铸

      (一)、铝在现代汽车上的应用

      铝具有比强度高、耐腐蚀优良性能、适合多种成型方法、较易再生利用等优点。是汽车工业应用较多的金属材料。特别是能源、环境、安全等方面的原因使对汽车轻量化的要求越来越迫切。使用轻量化材料是实现汽车轻量化的重要途径,而铝是应用得比较成熟的轻量化材料,近20年来,铝在汽车上的用量和在汽车材料构成比中所占份额都有明显的增加。由铝合金制造的零件已经遍及汽车的发动机、底盘、车身等各个部分,甚至在国外已有全铝汽车面世。

      铝是轻量化首选材料,在高张力钢板、铝、塑料与一种称为E}RB的轻量化材料中,铝起了特别重要的作用。用于汽车上的铝合金大体上可分为铸造铝合金、变形铝合金和铝基复合材料。铸造铝合金在汽车上主要用于发动机、传动机构、转向系统、制动器、行走系及各种附件。在汽车工业发达国家,汽车用铝铸件占到各类铝铸件产量的大半。例如日本,铝铸件的7600。压铸件的77%为汽车铸件。在美国和欧洲,保险杠、油箱也将钢板改用为铝合金,保险杠用的新铝合金也多次被开发。因此。未来汽车的材料构成比例中,欧美地区的铝将成为主要材料,如在德国的试验车中,铝合金使用率已达到全体材料的30%。

      铝的导热性好,是制作制冷设备、散热器、热交换器的好材料。活塞使用铝是轻量化效果最好的例子。

      铝的表面自然形成氧化膜,故耐蚀性优良,不易生锈;易保持漂亮的表面,因此铝车轮被普遍采用。

      铝的合金化会使常温下的强度不低于铸铁,所以可用铝铸造或压铸成型的活塞、气缸盖、气缸体等零件。

      与铸铁比,铝的导热性能约高三倍,因而最适于必须要散热的热交换器零件上。这也是铝活塞所要求的特征。

      由于铝的熔化温度低、流动性好,故易制造复杂形状的零件。

      根据表面处理及使用条件,可直接作为轴承面使用,也可用于气缸体。

      (二)、铝合金轮毂的成型工艺

      汽车用铝合金轮毂是以铝合金为原材料铝合金轮毂的成型工艺常有重力铸造、低压铸造、挤压铸造、半固态铸造、锻造、旋压成形和几种工艺的组合等工艺形式。挤压铸造和半固态铸造技术可以改善材料的金相组织,提高产品的力学性能,特别适用于制造大规格、轻量化铝轮毂;旋压成形技术是在热锻工艺基础上发展起来的塑性变形加工技术,铝轮毂在锻造制坯后利用旋压工艺使之成形,所生产的铝轮毂的力学性能,比同一规格的铸造铝轮毂提高18以上,还可减轻约20%的质量,产品主要是大规格、轻量化铝轮毂以及赛车铝轮毂。近来又出现了一种全新概念的新型轻量化铝轮毂——内置空气铝轮毂,通过空腔技术进一步减轻轮毂20的质量。

      刚性最强,重量最轻的是锻造方式。锻造轮毂生产成本比起铸造的要高,它是利用大吨位的锻压设备把铝合金压成轮毂的外形吟压成型,无需把铝合金加热成液态)。因为高压,合金分子之间的间隙缩小,相互作用力大,所以整个轮毂只需较少的材料就能达到足够的刚度,整体重量就更轻。同时其没有液态转固态的过程,所以内部没有铸造时产生的气孔、砂眼等问题,机械隐患更少。

      锻造铝合金轮毂和普通轮毂分析及对比如下:①自身轻。锻造铝轮毂的重量只相当于钢毂的二分之一;②节省燃油。安装锻造铝轮毂后,由于整车重量降低,减少了车轮的转动惯性,使汽车加速性能提高,并相应减少了制动能量的需求,从而降低了油耗,再加上锻造铝轮毂特有的空气流动及滚动阻力,所以百公里测试节油率最少省2升油(更换锻造铝轮毂并使用空调后的百公里油耗比未换锻造铝轮毂并未开空调的油耗测试,前者比后者低2.5升);③轮胎磨损降低26%。由于锻造铝轮毂的特性,它的平衡值为0,不容易变形,散温快(正常行驶温度比铁轮毂低20~30度)对悬挂系统保护较佳,所以对轮胎的磨损大大降低,使每条轮胎多跑5~8万公里不等);①刹车的维修费用降低。由于锻造铝轮毂的特性散温快,正常行驶温度低,所以对刹车系统不耐高温的材料及配件有极佳的保护效果,从而大大降低了刹车系统的维修费用;⑤承载能力高,锻造铝轮毂的承载能是普通钢轮毂的5倍。锻造铝轮毂承受71200公斤后变形5厘米。钢轮毂只承受13600公斤后已变形5厘米,换句话说,锻造铝轮毂的强度超钢轮毂的5倍;⑥提高驾驶的舒适性。由于锻造铝轮毂的特性,安装后行车感觉良好,高速行驶特别平稳,从而提高了驾驶乐趣;⑦安全性好。对于高速行驶的汽车来说,因轮胎着地摩擦、制动等产生的高温爆胎、制动效能降低等现象屡见不鲜。而铝铸件轮毂的导热系数是钢、铁的三倍,加上铝合金车轮因其结构的特征,极易将轮胎、车底盘所产生的热量排散在空气中,即使在长途高速行驶或下坡路连续刹车的情况下亦能使汽车保持适当的温度。不但能使轮胎及刹车不易因经常高温而老化,更能降低爆胎率;⑧冲击测试。日本JWL测试模拟一辆货车以时速超50公里撞向路边石,相当于910公斤的重量从高处跌下撞向轮胎与车轮。根据镁铝锻造技术中心进行的日本标准测试的结果:锻造铝轮毂只有轻微损坏,而钢轮毂损坏程度非常严重,铸铝件轮毂断裂成两部分;⑨造型美观。锻造铝轮毂外观设计自由度大,可以结合车型,做到车、轮一体,尽显完美。


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