《汽车铝合金副车架铸造工艺设计精品资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车铝合金副车架铸造工艺设计精品资料（9页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、汽车铝合:金副W车架1挤压铸造工艺设计及1.1副车架结构特点八、如图寸为940mm)560)mm)23(血m结构复杂，中间段结构相多的半封闭内腔结构O约10mm），壁厚差大最位置壁厚达到40kmO铸重约15kgO1.2浇注系统设计浇道是型腔的通道,浇注系统以一定的速度,平稳而系统与金属液在型腔的凝固过程的热平衡等密的好坏直接影响到铸件压室的直径根据实际的量等信息确定,副车架头压室直径为中10mmO内其位置、形状和大小决的流速和流向,影响产艺1设优化1所示,副车架外形尺构上左右对称两端结对简单O铸件正面有较铸17件壁薄(平均壁厚薄壁厚6mm,两侧安装孔件体积约5.6X：一 0-3m3,总合金液从
2、冲头压室进入的设计,应该使金属液顺序的充满型腔O浇注流动,挤压力的传递,切相关O浇注系统设计的成形质量10-11O冲头挤压压力金属液的容挤压铸造试制过程中冲浇道直接与型腔相连定了进入型腔的金属液品的成形质量O由于副车架产品结构复杂，尺道有利于金属液的充型等风险O副车架是一个内浇道在布置的时候也道的位置位于铸件侧壁的去除O具体的浇注系布置10个内浇道，各浇示，总面积为5778)mm2O基华大学使用其提出的热件的凝固过程进行了计收缩和相变收缩，界面作用，以及材料凝固和为，模拟结果如图3、表示了挤压铸造凝固过描述的是铸件凝固过程灰色的部分表示未凝固由于结构较简单，壁厚侧结构相对复杂，凝固的大部分巳经
3、凝固，但池，这些最后凝固的部寸较大，设置多个内浇，并减少浇不足、冷隔左右对称的产品，因此设计为左右对称O内浇的边缘，方便浇注系统统如图2所示，左右各道横截面积如表1所于上述的浇注系统，清-力耦合模拟方法对铸算，在模拟中考虑了热传热与变形之间的相互受力状态下的力学行图4所示O图3清晰的程中冲头的位移O图4中液相的变化，其中深的部分O铸件中间部分较薄，凝固较快，而两较慢O当t=1.5s时，铸件是仍然有较多的孤立熔分往往因为得不到有效地补缩而容易产生收缩缺陷O为了减少缩孔缩松缺陷，根据模拟结果对挤压铸造工艺过程进行了优化，增大1#和7#内浇道的横截面积(根据对称性，铸件右侧的相应位置的内浇道横截面积
4、也增加），有利于挤压力的传递，同时在A、C、B、D四个位置实施局部加压，具体的做法是在金属液充满型腔但未 完全凝固的时候，位于A、C、B、D四个位置的二次挤压冲头启动，实施局部多点八、挤压，局部加压的比压约为250MPa，在压射终了延时35s后启动O使得该位置的金属液台匕 能够保持在较高的压力下凝固，从而减少收缩缺陷O1.3挤压铸造副车架的研制挤压铸造副车架产品的工艺流程为 ：合金熔炼精炼除气挤压铸造T6热处理机械加工性台匕 能检测表面处理O合金为A356铝合金，合金成分见表2O熔炼过程中使用N2精炼，同时加入一定量Al-ri-B和Al-Sr分别用于细化晶粒和改善共晶硅的形貌O由于产品尺寸大、
5、结构复杂，副车架的试制在SCV-2500型立式挤压铸造机上 完成，该设备提供25()0t的锁模力O挤压铸造过程中浇注温度约70(广C,模温机设定的模具温度为25()C冲头主压射比压约97IPa保压时间20s在充型过程中,冲头移动的速度为0.1m/min充型末期冲头移动速度可达到0.2m/minO局部加压的比压约250MPa在压射终了延时35s后启动O对挤压铸造件做X光检测观测位置如图5所示由于结构的对称性图中只在铸件的左半部分标注观测位置1-6OX光检测结果如图6-图9所示从图6和图7可以看出在初始工艺条件下铸件在观测位置1,245,6都有不同程度的缩孔缩松缺陷,而这些区域正是模拟计算中对应的
6、最后凝固的部位(如图3所示）。具体来看,参考GB/T94382013铸件的缩孔缩松按照缺陷的等效圆直径可分为8级1级最轻8级最严重O关键区域位置1有不明显的2级缩孔,位置3无缺陷位置4有3级缩孔而对于一般区域位置2存在3级缩孔位置5存在3级缩孔位置6存在4级缩孔O工艺优化后由于扩大了位置1和位置6附近的内浇道截面积有利于挤压力的传递同时在位置4和位置6局部加压,使得该区域的金属液台匕 能保持在较高的压力下凝固,从X光检测结果来看工艺优化后,位置4存在远离安装孔的1级缩孔,位置2存在1级缩孔其他位置没有缺陷O优化工艺显著减少了副车架的缩孔缩松缺陷O1.4挤压铸造副车架产品图10为工艺优化后的挤压
7、铸造副车架产品,可以看出铸件成形质量好，铸件正面的半封闭腔状结构以及其他筋板结构成形 完整没有出现冷隔浇不足等铸造缺陷O表面光洁度高除了一些必要的安装孔位置外，并不需要额外的机加工工序O2组织观察与力学性台匕 能分析将铸件做整体热处理热处理工艺为T6,具体的工艺参数为固溶温度535rc,固溶时间4h时效温度15!rc,时效时间5hO按照图5所示的方案对副车架本体进行取样以分析其微观组织特征O金相试样经过粗磨、精磨、机械抛光后根据工艺的不同采取不同的腐蚀方案O铸态试样采用电解腐蚀方案腐醇混合液,二者按照1参数为电压20V,电流0.处理态试样采用苛性钠量分数1%的NaOH水溶液 完成的试样经超声振
8、动系统进行组织观察O图和热处理态不同取样位铸态和热处理态的共晶合金相图,A356铝合金固过程中先生成a-Al树部分），然后在枝晶间析图13a中的深色部分）。从置的枝晶形貌相似,枝一致，a -Al基体和共晶当，说明铸件不同位置共晶温度下,Mg和Si在1.:一 7%和0.68%14而Mg和分别为0.:15%和7.：7%(见理过程中,Mg基本上台匕 能蚀剂为高氯酸与无水乙：9的体积比混合电解5A腐蚀时间约6sO热腐蚀方案,腐蚀剂为质腐蚀时间约20sO腐蚀清洗后用AXIO金相显微11-图12分别为铸件铸态置的微观组织图13为硅形貌O根据Al-Si二元属于亚共晶合金,在凝枝晶(如图13a中的浅色出Al-
9、Si共晶体12-13(如图11可以看出不同位晶臂的大小和粗细基本成分的比例也大致相的组织一致性较好O在a -Al中的溶解度分别为Si在合金中的实际含量表2),因此在固溶处溶入a -Al基体中但是绝大部分的Si没有溶入基体而是存留在枝晶间,如图12中的深色部分在固溶过程中未溶解的共晶Si逐渐球化由铸态的纤维状逐渐转变为颗粒状如图13所示O此外一般认为在时效处理中a -Al基体中的Mg和Si因为溶解度下降以Mg2!Si相弥散析出O直接从铸件本体取样以分析材料的力学性台匕 能,结果表明经过T6热处理强化后本体材料的抗拉强度可达到280MPa屈服强度可达到225MPa,伸长率可达到8.1%硬度为HB9
10、5O3结束语(1)设计和开发了铝合金副车架的挤压铸造工艺方案,并使用数值模拟技术对工艺进行了优化O挤压铸造过程中浇注温度约70()C模具温度为25(广C冲头主压射比压约971IPa保压时间20s，在充型过程中,冲头移动的速度为0.1m/min，充型末期,冲头移动速度可达到0.2m/minO局部加压的比压约250MPa在压射终了延时35s后启动O通过挤压铸造副车架的试制表明,优化工艺显著减少了铸件的缩孔缩松缺陷O(2)对铸件本体取样以研究其微观组织，结果表明，在挤压铸造工艺条件下，铸件组织均匀O经过T6热处理强化后材料的抗拉强度可达到280MPa，屈服强度可达到225MPa，伸长率可达到8.1%，硬度为HB95O
汽车铝合金副车架铸造工艺设计精品资料
