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[汽车铝合金] 异型铸造技术的应用

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发表于 2011-7-26 23:21:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
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图1 双“V”形悬架多用于豪华轿车、运动型多用途乘用车(SUV)等

采用异型铸造技术生产出与所需形状相同的铸棒,进而方便地锻造出铝双“V”形摆臂,可以使锻造工序简化,同时也改善了原材料和废料的处理成本,减小了锻造设备的吨位。这种生产方式使得锻铝双V形摆臂可以经济地应用在汽车独立悬架上。
轻量化的挑战
汽车的轻量化设计有效地改善了其燃油性能,汽车上的许多钢质的零部件正在被铝件所替代,同样,铝件也越来越多地应用在悬架上。
悬架分为非独立悬架和独立悬架两种。独立悬架易于提高汽车驾驶的稳定性,有效地减少噪声、振动,提高舒适性,应用越来越广泛。
独立悬架又可分为三种形式:麦佛逊式 (McPherson)、双“V”形式 (double wish bone)和多连杆式 (multi-link),其中,双“V”形悬架(见图1)多用于豪华轿车、运动型多用途乘用车(SUV)等,主要原因是其有更好的汽车驾驶稳定性能,可提高汽车的刚性,从而可以更好地减少噪声、振动和不平顺性。
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图2 异型铸造的棒坯和切削后的片件


应用在悬架上的部件要求具有优异的性能,因此,悬架上使用的铝件大多是锻造件。在双“V”形悬架的制造中,采用铝生产双“V”形摆臂,传统的方法是使用铝圆棒作为锻造毛坯进行生产,但是其高昂的成本和复杂的锻造工序都限制了铝双“V”形摆臂在悬架上的应用。
“异型铸造技术”的突破
诺贝丽斯(韩国)有限公司开发出了全球独有的“异型铸造技术”,使用直冷铸造法可生产出与最终所需形状几乎相同的铸棒。将铸棒切割成一定厚度的片件,然后进行导圆角和超声波探伤,就可成为锻造的毛坯,最终生产出品质优异的铝双“V”形摆臂。异型铸造的棒坯和切削后的片件如图2所示。
与传统圆棒锻坯相比较,异型铸造的片件锻坯可以使锻造工序简化,节省了弯曲工序,极大地提高了锻造的出材率,同时也改善了锻造厂家的原材料和废料的处理成本,减小了所需锻造设备的吨位。采用快速冷却方式,异型铸造也能获得细密的晶粒结构(见图3、图4),不需要像圆棒铸造后必须切削圆棒表面以消除冷却偏析层。
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图3 晶粒尺寸


基于上述优点,韩国和美国的汽车制造商已开始采用这种异型铸造片件,直接锻造出铝质的双“V”形摆臂。这种锻铝双“V”形摆臂主要应用于豪华轿车和配置2.4~4.6L发动机的运动型多用途乘用车(SUV)上。
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图4 晶粒金相


结语
     异型铸造的技术突破使得锻铝双V形摆臂可以经济地应用在汽车独立悬架上,并减轻了重量,从而达到轻量化的目的。这种新技术的应用还可以让汽车底盘设计师有一个更好的选择——改善汽车的乘坐舒适性,同时又能够减轻重量,达到节能省油和减少CO2排放、保护环境的目的。
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