壓鑄AM50鎂合金汽車(chē)座椅骨架的設(shè)計(jì)及組織和性能研究.pdf

1、分類(lèi)號(hào)：TG146.2單位代碼：?jiǎn)挝淮a：10190研究生學(xué)號(hào)：研究生學(xué)號(hào)：201401043密級(jí)：公開(kāi)公開(kāi)碩士學(xué)位論文壓鑄AM50鎂合金汽車(chē)座椅骨架的設(shè)計(jì)及組織和性能研究TheDesignMicrostructureMechanicalPropertiesofDieCastingAM50MagnesiumAlloyAutomobileSeatFrame研究生姓名研究生姓名：李明月李明月專(zhuān)業(yè)：材料科學(xué)與工程材料科學(xué)與工程指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師

2、及職稱(chēng)及職稱(chēng)：崔曉鵬崔曉鵬（教（教授）授）培養(yǎng)單位：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)2017年6月研究生學(xué)位論文I摘要座椅骨架目前主要由鋼板沖壓焊接而成，隨著整車(chē)對(duì)座椅輕量化要求的日益提高，熱塑性塑料成型骨架、鎂合金骨架以及碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料骨架成為現(xiàn)階段座椅骨架用材料的重要開(kāi)發(fā)方向。熱塑性塑料成型骨架成本低，但機(jī)械性能和回收性能差；碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料骨架的機(jī)械性能優(yōu)異，但價(jià)格昂貴且無(wú)法回收；鎂合金骨架的成本居中，具有良好的機(jī)械性能，可回收利用

3、，依托鑄造工藝可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的集成化，成為座椅骨架用材料的新方向。本文從輕量化和工藝可行性的角度出發(fā)，將國(guó)產(chǎn)某型乘用車(chē)前排座椅的原鋼板沖壓焊接結(jié)構(gòu)采用AM50鎂合金集成鑄件取代。首先，確定了采用高壓鑄造工藝一次成型該座椅骨架鑄件，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜造型，在保證座椅骨架原有強(qiáng)度和硬度的條件下實(shí)現(xiàn)座椅的減重；其次，根據(jù)汽車(chē)正常行駛和碰撞時(shí)座椅的受力情況以及座椅骨架設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)評(píng)估結(jié)果，在座椅骨架不同部位取樣，對(duì)本體試樣進(jìn)行顯微組織的觀(guān)察與分析、晶粒

4、尺寸的測(cè)量、力學(xué)性能測(cè)試和斷口分析，以觀(guān)察不同區(qū)域的顯微組織和力學(xué)性能的差異化，并對(duì)差異化產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析與討論；第三，依據(jù)上述分析結(jié)果對(duì)AM50鎂合金汽車(chē)座椅骨架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行再設(shè)計(jì)、模具的設(shè)計(jì)及工藝的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，從而制造出符合要求的鎂合金汽車(chē)座椅骨架，為輕量化鎂合金座椅骨架鑄件提供結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝優(yōu)化的開(kāi)發(fā)依據(jù)。本文主要研究結(jié)果如下：（1）將座椅骨架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模擬和工藝開(kāi)發(fā)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了替代鋼板沖焊部件的整體集成AM50鎂合金座椅骨

5、架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和集成設(shè)計(jì)；（2）汽車(chē)座椅骨架選用AM50鎂合金，采用高壓鑄造工藝一次成型，減少了零件數(shù)量，提升了整體精度，工藝上減少了裝配過(guò)程，不需要焊接，消除了焊縫撕裂的風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約時(shí)間，鑄件擁有更多的自由度，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的造型及減輕座椅骨架的重量，最終所得座椅骨架各個(gè)部分鑄件的質(zhì)量為：坐盆的質(zhì)量為922g，左右兩個(gè)側(cè)板的質(zhì)量分別為423g和407g，靠背的質(zhì)量為1476g，總體減重達(dá)到49.6%；（3）根據(jù)汽車(chē)正常行駛和碰撞過(guò)程中座椅骨架

6、實(shí)際受力情況，并結(jié)合座椅骨架設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)評(píng)估結(jié)果以及鑄件的實(shí)際鑄造工藝和性能分析結(jié)果，在座椅骨架不同部位取樣，利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡（SEM）等對(duì)座椅骨架不同部位進(jìn)行顯微組織分析，用ImageProPlus軟件對(duì)壓鑄成形后不同部位AM50鎂合金的晶粒尺寸等進(jìn)行研究，并對(duì)不同部位的力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)與分析，發(fā)現(xiàn)座椅骨架不同區(qū)域的顯微組織和力學(xué)性能存在差異，分析認(rèn)為此差異化的產(chǎn)生，一方面是由于座椅鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚不均，鎂合金液在鑄件各區(qū)