汽车用铝合金副车架成形工艺及运用

汽车铝合金副车架成形工艺及运用
摘要:在汽车的副车架应用铝合金成形工艺不仅有利于提高汽车车身线条、形状的整体水平,还有利于减轻车体的整体重量,降低汽车耗油量,进而为实现节能减排的目标贡献力量。本文首先说明了汽车用铝合金副车架成形工艺原理,然后详细阐述了汽车用铝合金副车架成形多种工艺组合运用,最后探讨了铝合金压铸技术的发展前景。
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关键词:汽车;铝合金;副车架;成形;铸造
一、汽车用铝合金副车架成形工艺原理
(一)低压铸造技术
铝合金成分的物理性质不同,并且在各种物理性质的影响下,铝合金在结晶时具有不同程度的差异。因此,在铸造铝合金时,必须结合铝合金的性能并选择最适合铝合金性能的铸造方法,以便更全面地铸造。
1、铝合金低压铸造技术的工作原理
低压铸造铝合金的原理大致如下:将预先准备好的铝液注入密封的容器中,然后将干燥的空气压入容器中,以使铝液能够跟随气压进入管道的通道部分,通过传输顺畅地进入准备好的铸腔,熔融铝合金的气压值必须保持在一定范围内,直到熔融铝合金的凝固完成。最后,在熔融铝合金凝固之后,改变气压以将过量的熔融铝合金回收到容器中,使所得到的铸件在模具中变成凝固的熔融铝合金,从而达到最大效率的使用低压铸造工艺。
2、铝合金低压铸造技术的特点
铸造装置精度高,性能好。该铸造装置具有清晰的外观,可以进行精细的生产,具有光滑的表面,没有粗糙的纹理,并且可以在不进行机械加工的情况下进行组装。它主要用于铸造壁薄的器件。与灰口铸铁相比,结构紧凑、承载能力强、强度高、导热系数高、使用寿命长。可以使用特殊的铸造方法来优化组装过程并简化制造过程,例如镶铸法,可以使用钢、铸铁、铜等材料制作铸件。
(二)液压成形工艺
众所周知,液压成形工艺并非最初就使用于汽车领域,而是随着汽车的蓬勃发展加之汽车
零部件结构复杂多变,这才将其应用于汽车行业。据了解,航空航天领域是液压成形工艺最早使用的领域,通过借助其重量轻、刚度高、精度高等优势,为形状复杂的薄壁件提供路径,使得在具体生产过程中可减少零部件种类、焊缝长度、机械加工工序等内容,有效地降低了部件生产成本,缩短了加工工序的周期,进而为工作人员的加工工作降低了难度,提高了其工作效率。在航空航天的基础上,20世纪90年代汽车行业突然崛起,而汽车与航空航天同样都具有零部件复杂多样的特点。因此,液压成形工艺至此也适用于汽车领域。
二、汽车用铝合金副车架成形多种工艺组合运用
(一)铸造、挤压以及焊接工艺相结合
与前两者工艺不同,铸造、挤压以及焊接工艺是3种工艺相结合的技术手段,三者相辅相成,优劣互补。这种工艺的操作复杂,对于其上手的工艺设计人员要求极为严苛。据了解,挤压成形工艺的特点是在保持零件质量目标和零件强度等性能的情况下,可生产出不同的截面形状复杂等特点的零件,为铸造工艺和焊接工艺奠定基础。在生产汽车副车架的过程中,为了可以满足对副车架一些精密部位的结构设计这一标准,生产人员一般采用铸
造工艺和挤压成形工艺并举的手段,来达到目标质量水准。这样既可以满足副车架对强度和刚度的要求,同时也保证了一辆汽车的整体运行质量和较高的稳定性。在一般的制作过程中,生产横梁或是纵梁,会采用这种比较复杂的手段,也就是铸造手艺和焊接工艺同时进行这一方法。或通过MIG焊接将两种不一样的汽车零件用铝合金组装而成。汽车底盘一般常用的有挤压铝合金5754(Al-Mg3-Mn)这一材料。该系列铝合金具有良好的挤压成形性、耐腐蚀性、焊接性、机加工性能和成形性能等优势,产品表面质量优异,在车架及副车架中应用广泛。如凯迪拉克CTS这一大众热门车型,而这样的车型也是用户们追捧的购买对象。
(二)铸造、挤压以及液压工艺相结合
铸造、挤压、液压工艺相结合是另一种工艺组合运用的典范。众所周知,汽车产业的龙头品牌例如奥迪等车型及其同平台下的A4和Q5等车型使用的就是大众熟知的汽车用铝合金前副车架。这些车型虽然铝合金前副车架结构简单,但这3种成形工艺通过MIG焊接组合在一起的有机结合,满足了车辆本身的众多需求,保证了汽车最终的整体效果。具体来看,铝合金管液压的应用使左右两侧的强度和结构完美,这种挤压铝合金型材料可以完整地达到氮气压力表
车辆前横梁的强度和成形要求,从而很好地为车身、底盘和发动机等零件提供了很多实质性的帮助。当然,这也有使用压铸铝合金的一部分原因在其中。而宝马的技术也是不相上下,其出产的5系和7系后副车架虽然是采用同类手法工艺制作完成,所使用的后横梁车型材质结构也是为同种挤压铝合金型材,前横梁则不同于奥迪,宝马使用的是液压成形铝合金管,同时在安装悬架系统控制臂后,又提供了支座设备,纵梁两端与车身连接,最后用铸造工艺手法结束整个操作过程。在过程中,工作人员的操作时间缩短,提高了其工作的效率,同时也减少了在工作成本的过度消耗,因其无需焊接连接接头和衬套等零件,所以在其过程中的一些较为简易的制作工序变得更加机械化,便捷性有了一定幅度的提高。
(三)铝板与其他工艺相结合
幼猪铝板与其他工艺结合也是汽车副车架常用的技术之一。铝合金相较于钢制产品加工来说,其所耗费的资金更多。因此,有许多制造厂为了节约基础材料的成本便在具体的制造加工中,不完全应用铝合金制造汽车副车架,而是将钢材与铝合金相结合使用,这样既实现了汽车副车架的轻量化,也在一定程度上节约了企业的制造加工成本,在保证质量的基础上,让企业自身的利益达到最大化。铝合金板与钢板又有所不同,其已经作为有基础模型
在的材料,延展性受到限制,材料本身强度不足,塑形性也较差。即便如此,在其质量轻、密度小的特有优势面前,这些不足之处也就无足轻重了,各制造商依旧会选择它。目前,许多汽车车身已经覆盖了大量的应用铝合金,保证了其行驶的绿化、环保化。而汽车用铝合金板不仅增加了板材的厚度,还解决了汽车铝合金板强度不足的问题。
小分子抑制剂三、铝合金压铸技术的发展前景
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(一)加强专用传感器及探测器的研发
高性能传感器和检测器在铝合金液态压铸过程中起着重要作用。例如,在高温环境中使用的涡流传感器、铝合金接触传感器、接触温度传感器和X射线模具检测器应用程序可以准确监测铝合金液体铸造工艺过程参数中的排量、压力和速度。同时,这些组件的应用还可以实时监控压铸的性能,然后为改善铸件质量提供支持。
(二)加强高新技术的应用
高新技术的开发与应用是各个领域发展的重要动力。就铝合金液态铸造技术的进步而言,对先进技术尤其铸造控制技术的应用具有重要意义,这对提高压铸工艺的控制精度有重大
影响。众所周知,低压铸件的质量取决于低压铸件的浇注性能,现代压铸机已经能够在浇注控制中实现精确的编程,但是在浇注过程中不可避免地会发生某些偏差,这样就要求熟悉浇注参数的变化规律,同时应加强压铸机的精准控制。只有这样,压铸机才能保持在最合理的状态。
胸章制作结语
综上,相关企业应重视汽车零部件的工艺技术,加大铝合金副车架专业技术的研发力度,增加投入资本,为铝合金副车架的研发设计提供更好的物质基础,为车辆生产工艺水平的提高给予条件支持,进而提升我国汽车的市场竞争力,为我国汽车副车架全面铝制化奠定基础。
参考文献
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[2]姜巨福,李明星,王迎.铝合金挤压铸造技术研究进展[J].中国有金属学报,2021(9)
[3]王立忠.高性能挤压型材的汽车铝合金副车架[J].汽车工艺与材料,2021(6)

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