汽车结构件..doc

汽车结构件大多采用铁或钢质材料，通过相应制造工艺生产。根据汽车轻量化的要求，这类铸件材质正在向轻合金转化。压铸工艺具有生产率高、铸件精密等一系列优点，用压铸工艺生产结构件不但可以缩短生产周期，还可达到精密近净成形，省去大量的机加工序，节约成本。因此，压铸法是生产铝、镁合金汽车结构件极具竞争力的一种工艺。欧洲一些压铸厂家已经成功压铸多种结构件，并取得可观的经济效益，成为压铸产业新的经济增长点。目前汽车结构件压铸正在引起国内压铸业的关注，笔者结合本公司的技术及经验，说明汽车结构件压铸生产中的一些关键因素。1 结构件的特征和要求汽车结构件指的是汽车中的承载件或受力件，与汽车安全性密切相关。在汽车车身中，许多结构件装在车身结构的节点上并与其他构件连接形成抗变形的高强度框架，这类结构件通常具有尺寸大、壁薄、结构复杂等特征。由于在行驶中要保证汽车可靠的安全性，所以对汽车结构件的力学性能要求高。韧性相关的结构件一般要求抗拉强度≥180 MPa，伸长率≥10％；强度相关的结构件，一般要求抗拉强度≥210 MPa，伸长率≥7％‘1|。为获得高性能，结构件往往需要热处理。如果与其他构件连接，还需要良好的焊接性或铆接性。显然，常规的压铸工艺无法满足汽车结构件的生产要求，结构件的压铸生产需要进行新的工艺开发。2 结构件压铸工艺压力铸造的高速充型，经常导致压室或型腔中的气体无法完全排出，这些气体卷入金属液，最终常以气孔的形式存在于铸件中，使铸件失去热处理和焊接的可能性。此外，如果某些工艺因素控制不当，还会造成铸件其他缺陷，影响铸件的本体品质，降低力学性能。采用压铸工艺生产汽车结构件，必须解决气孑L等问题。国外常见的结构件压铸工艺包括Vacural、MFT、VGB法等L2J，但由于存在不同的工艺限制，未见规模化应用。布勒公司从1994年开始进行汽车结构件压铸的研发工作。长期的技术开发和压铸生产经验，形成了专门的Structual结构件压铸工艺。布勒Structural结构件压铸工艺基于通用压铸机，配合压铸模具、合金材料、合金液处理、真空应用、工艺优化等辅助工艺措施，实现汽车结构件的压铸生产。这种工艺模式容易形成生产规模，生产转化方便，具有生产灵活性，可以达到铸件品质与生产经济性的良好结合嘲。布勒Structual结构件压铸工艺为压铸工厂生产汽车结构件提供了完整的技术和工艺解决方案，在欧洲压铸厂的实际生产中获得广泛应用。3? 布勒Structural结构件压铸工艺要素布勒Structural结构件压铸工艺涉及的主要工艺措施或因素包括合金、模具、真空、浇注、喷涂及挤压等几个方面，以下分别进行介绍。3．1压铸合金传统的标准压铸合金不能满足汽车结构件的要求。目前欧洲用于结构件压铸的铝合金主要是Silafont一36、Magsimal一59和Castasil一37[4~6]．，这些合金通常称为高韧性合金。与传统的标准压铸铝合金相比，这些合金都严格控制了Fe含量，一般控制在O．2％(质量分数，下同)以下。目的是避免合金中产生针状的A1FeSi相，该相会恶化合金的强度、塑性及疲劳性能，在铸件受力状态下还可能诱发裂纹。Silafont一36合金将Si含量控制在共晶点附近，保持了良好的铸造性能和充型能力，并通过提高Mn含量防止因Fe含量降低而导致的粘模现象。Mg含量对该合金的力学性能影响显著，通过调节Mg含量可调整合金的力学性能。Silafont一36合金的屈服强度和伸长率与热处理制度密切相关。在T6热处理状态下，合金的屈服强度可达210～280 MPa，伸长率可达7％～14％。Magsimal一59合金降低了Si含量，提高了Mg含量，适当的si／Mg比改善了合金的铸造性能和补缩性能。该合金的主要特点是铸态下的力学性能就很高，在壁厚为2～4 mm的情况下，抗拉强度可达310～340MPa，屈服强度可达160～220 MPa，伸长率可达12％～18％，往往不用热处理即能满足结构件的力学性能要求。但该合金的力学性能与铸件壁厚密切相关，所以特殊情况下需要进行T5或类似的时效处理予以改善。Castasil_37是近年出现的新型压铸铝合金，具有耐长期时效的能力，主要应用目标是在较高温度下工作的零部件，保证在整个使用期内具有稳定的性能。Casta—sil一37合金也将Si含量控制在共晶点附近，具有良好的铸造和充型性能。合金的力学性能主要受Si、Mn、Mo及sr等元素的影响，sr的作用主要是改善Si在合金中的形态，但过量Sr会增加合金的吸气倾向。在壁厚为2～3 mm的情况下，铸态下合金的抗拉强度可达260～300 MPa，屈服强度可达120～150 MPa，伸长率可达10％～14％。Silafont一36、Magsimal一59及Castasil一3