輪轂是汽車行駛系統(tǒng)中的重要部件之一,也是一種要求較高的保安件
。與鋼制汽車輪轂相比,鋁合金壓鑄汽車輪轂具有如下優(yōu)點(diǎn):重量輕,可比鋼制車輪轂重量減輕30%~40%
,而據(jù)有關(guān)資料介紹,汽車的質(zhì)量每減少1%,其耗油量將降低0.6%~1%;減震性能好
,吸收沖擊能量強(qiáng),從而可以改善車輛的行駛性能,提高安全性外形美觀
鋁合金壓鑄輪轂的成形方法有很多
一、鑄造法
1金屬型重力鑄造法
金屬型重力鑄造是指在常壓下
2金屬型低壓鑄造法
低壓鑄造是用干燥、潔凈的壓縮空氣將保溫爐中的鋁液自下而上通過(guò)升液管和澆注系統(tǒng)平穩(wěn)地上壓到鑄造機(jī)模具型腔中
3壓力鑄造法
壓力鑄造的實(shí)質(zhì)是使液態(tài)金屬在高壓作用下以極高的速度充填型腔,并在壓力作用下凝固而獲得鋁合金壓鑄件的一種方法
4擠壓鑄造法
擠壓鑄造也稱為液態(tài)模鍛
,是一種集鑄造和鍛造特點(diǎn)于一體的新工藝,該工藝是將一定量的金屬液體直接澆入敞開(kāi)的金屬型內(nèi),通過(guò)沖頭以一定的壓力作用于液體金屬上,使之充填、成形和結(jié)晶凝固,并在結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生一定量的塑性變形。擠壓鑄造充型平穩(wěn),沒(méi)有湍流和不包卷氣體,金屬直接在壓力下結(jié)晶凝固,所以鑄件不會(huì)產(chǎn)生氣孔、縮孔和縮松等鑄造缺陷,且組織致密、晶粒細(xì)化,機(jī)械性能比低壓鑄造件高。產(chǎn)品既有接近鍛件的優(yōu)良機(jī)械性能,又有精鑄件一次精密成形的高效率、高精度,且投資大大低于低壓鑄造法。擠壓鑄造特別適合于生產(chǎn)汽車工業(yè)中的安全性零件,汽車鋁輪轂是一種要求較高的保安件,金屬型重力鑄造、低壓鑄造、壓力鑄造工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品雖能滿足使用要求二
1常規(guī)鍛造法
鍛造是鋁輪轂應(yīng)用較早的成形工藝之一。鍛造鋁輪轂具有強(qiáng)度高
、抗蝕性好、尺寸精確、加工量小等優(yōu)點(diǎn),一般情況其重量?jī)H相當(dāng)于同尺寸鋼輪的1/2或更低一些。鍛造鋁輪轂的晶粒流向與受力的方向一致,其強(qiáng)度、韌性與疲勞強(qiáng)度均顯著優(yōu)于鑄造鋁輪轂。同時(shí),性能具有很好地再現(xiàn)性,幾乎每個(gè)輪轂具有同樣的力學(xué)性能。鍛造鋁輪轂的典型伸長(zhǎng)率為12%~17%,因而能很好的吸收道路的震動(dòng)和應(yīng)力。通常鑄造輪轂具有相當(dāng)強(qiáng)的承受壓縮力的能力,但承受沖擊、剪切與拉伸載荷的能力則遠(yuǎn)不如鍛造鋁輪轂。鍛造輪轂具有更高的強(qiáng)度重量比。另外,鍛造鋁輪轂表面無(wú)氣孔,因而具有很好的表面處理能力,不但能保證涂層均勻一致,結(jié)合牢靠,而且色彩也好。鍛造鋁輪轂的最大缺點(diǎn)是生產(chǎn)工序多,生產(chǎn)成本比鑄造的高得多。2鑄造鍛造法
針對(duì)常規(guī)鍛造工序多,成本高的問(wèn)題
,近年來(lái)出現(xiàn)了一種稱為鑄造鍛造的復(fù)合成形技術(shù),它是將鑄件作為鍛造工序的坯料使用,對(duì)其進(jìn)行塑性加工的方法。由于將鍛造作為零件最終成形的工序,因此可以消除鑄造缺陷,改善制品的組織結(jié)構(gòu),使產(chǎn)品的力學(xué)性能比鑄件大大提高,同時(shí)又充分發(fā)揮了鑄造工藝在成形復(fù)雜件方面的優(yōu)勢(shì),使形狀復(fù)雜的產(chǎn)品鍛造工序減少,材料利用率大大提高3半固態(tài)模鍛工藝
在金屬凝固過(guò)程中,初晶以枝晶方式長(zhǎng)大
,當(dāng)固相率達(dá)到20%左右時(shí),枝晶就形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)骨架,失去宏觀流動(dòng)性。如果在金屬凝固過(guò)程中施以強(qiáng)烈攪拌,可使常規(guī)凝固時(shí)易于形成的樹(shù)枝晶網(wǎng)絡(luò)骨架被打碎而成為分散的顆粒懸浮在剩余液相中,這種經(jīng)攪動(dòng)制備的合金一般稱為非枝晶半固態(tài)坯料,這種半固態(tài)坯料在固相率達(dá)到50%~60%時(shí)仍具有很好的流動(dòng)性,可以采用常規(guī)的成形工藝如壓鑄、模鍛、擠壓等實(shí)現(xiàn)金屬的成形,這就是20世紀(jì)70年代初由美國(guó)麻省理工學(xué)院M.C.Flemings教授等開(kāi)發(fā)出的一種新型的金屬加工工藝半固態(tài)金屬成形工藝。所謂半固態(tài)模鍛,就是將半固態(tài)坯料加熱到有50%左右體積液相的半固態(tài)狀態(tài)后一次模鍛成形,獲得所需的接近尺寸成品零件的工藝,這是一種介于固態(tài)成形和液態(tài)成形之間的嶄新工藝。半固態(tài)模鍛具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):零件在模內(nèi)收縮較小,易于近終化成形,機(jī)械加工量減少;半固態(tài)模鍛件表面平整光滑、內(nèi)部組織致密,晶粒細(xì)小,力學(xué)性能高于壓鑄和擠壓鑄造件;成形不易裹氣三、結(jié)語(yǔ)
提高鋁合金壓鑄模具設(shè)計(jì)與制造水平是改善產(chǎn)品質(zhì)量和增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力之關(guān)鍵所在