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1、基于压铸镁合金的汽车方向盘骨架一、 历史背景随着汽车工业的飞速发展, 汽车的速度越来越快,外形越来越漂亮,内部装饰越来越复杂多样,内在的科技含量越来越高。方向盘也发生了不小的变化。镁合金是最轻的金属结构材料,具有比强度高,阻尼、吸震及降噪性能优越,铸造成形、机加工和表面装饰性能好,易回收等优点。镁合金应用于方向盘可实现轻量化,又可降低路面和控制系统的震动,同时发生意外时,镁合金方向盘可吸收更多能量,保证驾驶员安全,因此具有低碳钢、工程塑料等传统方向盘无法比拟的性能优势。因此，利用镁合金取代钢铁、铝合金等其他传统材料制造汽车方向盘骨架，将是一种必然的趋势。二、 技术方案1. 合金材料选用以铝作为
2、主要合金化元素,随着含铝量的减少,合金的韧性逐渐增加,因此,低铝型AM 系列镁合金比较适合于方向盘等安全部件。但是,随着铝含量的降低,一定程度上降低了合金的铸造性,所以,在选择能够达到所需力学性能的合金时,应确保较高的含铝量以保证其铸造性,因此,选用具有较高强度和良好韧性同时具有一定铸造性能的AM60 作为该方向盘的材料。根据从网上搜索到的资料分析，该系列镁合金力学性能良好，弹性模量E 可达到45 GPa ,泊松比为0. 35 ,抗拉强度b200MPa，屈服强度s130MPa，延伸率6%（50mm标距）。在重量上，比传统铁、铝合金在材料减轻30%以上；镁合金方向盘的工艺合格率与铝合金方向盘相当
3、，达到85%以上；性能完全符合方向盘的要求。2. 零件图3. 模型设计及制造工艺方向盘主要承受因扭转而产生的交变应力。根据方向盘力学性能试验标准要求,静扭破坏力矩应大于300 N m , 方向盘本体结构应以有限元分析得到的方向盘再设计三维结构数据模型为基础。压铸成型过程具有高压力和高速度充型的特点，可以压铸壁薄、形状复杂以及具有很小孔和螺纹的铸件，还可压铸镶嵌件，压铸件的强度和表面硬度较高，是生产镁合金零部件有效方法。针对方向盘的整体结构,结合镁合金本体材料疲劳性能对内在缺陷非常敏感的特点,对新材料结构的成形工艺因素进行分析,在获得最佳性能结构的同时获得能确保铸件质量的最佳工艺结构及工艺参数组
4、合,满足构件对铸件内在质量及相关疲劳性能的需求,为实现新材料在方向盘上的合理应用奠定生产基础。针对上述情况,根据压铸工艺要求,初步设计方向盘压铸模浇注系统。镁合金压铸成型技术主要包括镁合金熔化及保护、压铸设计、工艺过程控制，承力零部件的后续热处理等。用数值模拟软件对设计的压铸工艺方案进行压铸过程模拟,通过对充型过程、凝固过程及压铸过程中铸造缺陷进行分析,进一步优化方向盘浇注、排溢系统和工艺参数组合。最终的方案为生产出品质优良的方向盘压铸件提供重要的参考。可利用现有普通冷压室压铸机生产镁合金压铸件。三、 市场预测及价格分析 据国外预测，未来汽车都将安装安全气囊。因镁合金方向盘轻、减震和安全。汽车安装安全气囊后，几乎所有汽车都要100%地换成镁合金方向盘。因私人轿车需求的增加和西部大开发等原因，今后几年对汽车总需求量的平均增长率为10%左右。利用镁合金取代钢铁、铝合金等其他传统材料制造汽车方向盘骨架，建成年产100万套镁合金压铸汽车方向盘生产线一条。采用一片压铸工艺，可以减低生产成本。
镁合金方向盘
