壓鑄鎂合金的汽車方向盤制造工藝

1、壓鑄鎂合金的汽車方向盤制造工藝壓鑄鎂合金的汽車方向盤制造工藝一、一、歷史背景歷史背景隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展汽車的速度越來越快外形越來越漂亮內(nèi)部裝飾越來越復(fù)雜多樣內(nèi)在的科技含量越來越高。方向盤也發(fā)生了不小的變化。鎂合金是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料具有比強(qiáng)度高阻尼、吸震及降噪性能優(yōu)越鑄造成形、機(jī)加工和表面裝飾性能好易回收等優(yōu)點(diǎn)。鎂合金應(yīng)用于方向盤可實(shí)現(xiàn)輕量化又可降低路面和控制系統(tǒng)的震動(dòng)同時(shí)發(fā)生意外時(shí)鎂合金方向盤可吸收更多能量保證駕駛員安全因此具有低

2、碳鋼、工程塑料等傳統(tǒng)方向盤無法比擬的性能優(yōu)勢(shì)。因此，利用鎂合金取代鋼鐵、鋁合金等其他傳統(tǒng)材料制造汽車方向盤骨架，將是一種必然的趨勢(shì)。二、二、技術(shù)方案技術(shù)方案1.合金材料選用合金材料選用以鋁作為主要合金化元素隨著含鋁量的減少合金的韌性逐漸增加因此低鋁型AM系列鎂合金比較適合于方向盤等安全部件。但是隨著鋁含量的降低一定程度上降低了合金的鑄造性所以在選擇能夠達(dá)到所需力學(xué)性能的合金時(shí)應(yīng)確保較高的含鋁量以保證其鑄造性因此選用具有較高強(qiáng)度和良好韌性

3、同時(shí)具有一定鑄造性能的AM60作為該方向盤的材料。根據(jù)從網(wǎng)上搜索到的資料分析，該系列鎂合金力學(xué)性能良好，彈性模量E可達(dá)到45GPa泊松比ε為0.35抗拉強(qiáng)度σb≥200MPa，在方向盤上的合理應(yīng)用奠定生產(chǎn)基礎(chǔ)。針對(duì)上述情況根據(jù)壓鑄工藝要求初步設(shè)計(jì)方向盤壓鑄模澆注系統(tǒng)。鎂合金壓鑄成型技術(shù)主要包括鎂合金熔化及保護(hù)、壓鑄設(shè)計(jì)、工藝過程控制，承力零部件的后續(xù)熱處理等。用數(shù)值模擬軟件對(duì)設(shè)計(jì)的壓鑄工藝方案進(jìn)行壓鑄過程模擬通過對(duì)充型過程、凝固過程及壓

4、鑄過程中鑄造缺陷進(jìn)行分析進(jìn)一步優(yōu)化方向盤澆注、排溢系統(tǒng)和工藝參數(shù)組合。最終的方案為生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良的方向盤壓鑄件提供重要的參考?？衫矛F(xiàn)有普通冷壓室壓鑄機(jī)生產(chǎn)鎂合金壓鑄件。充型溫度為700℃壓鑄模溫度為220℃沖頭速度為2.34ms時(shí)能夠獲得理想的方向盤骨架。按照計(jì)算工藝優(yōu)化結(jié)果試生產(chǎn)出了合格的AM60鎂合金方向盤骨架。采用萬能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了方向盤骨架的疲勞性能及力學(xué)性能。結(jié)果表明其平均疲勞壽命達(dá)到了11萬次抗拉強(qiáng)度為220MPa伸長(zhǎng)率為5

5、%。4.鎂合金方向盤骨架的試制及性能測(cè)試鎂合金方向盤骨架的試制及性能測(cè)試按照Flow23D的模擬結(jié)果采用優(yōu)化的工藝參數(shù)在8000kN壓鑄機(jī)上對(duì)方向盤進(jìn)行了試生產(chǎn)獲得了合格的產(chǎn)品。對(duì)所生產(chǎn)的AM60鎂合金方向盤骨架在萬能方向盤測(cè)試儀上進(jìn)行了疲勞性能測(cè)試。測(cè)試時(shí)將方向盤中心固定在輪緣處的垂直方向反復(fù)施加250kN的力直到方向盤斷裂所測(cè)得的循環(huán)次數(shù)即為方向盤骨架的疲勞壽命。所生產(chǎn)的方向盤骨架的疲勞壽命平均為11萬次其斷裂位置見圖4而企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為