鎂合金輪轂擠壓鑄造技術(shù)研究.pdf

1、節(jié)能降耗、提高性能已經(jīng)成為當(dāng)今汽車、摩托車發(fā)展的一種必然趨勢。輪轂作為車輛上的高速運(yùn)動部件，重量減輕可以有效的降低能耗、改善整車的加速及制動性能、提高駕乘舒適性及安全性。采用輕量化材料實(shí)現(xiàn)輪轂的更新?lián)Q代是實(shí)現(xiàn)這一目的有效途徑。鎂合金作為最輕的商用金屬結(jié)構(gòu)材料之一，具有比重小、價(jià)格低、比強(qiáng)度高、阻尼減振性能突出等優(yōu)點(diǎn)，在輪轂上擁有誘人的應(yīng)用前景。
　　但是，現(xiàn)有輪轂的結(jié)構(gòu)都是針對鋼和鋁合金設(shè)計(jì)的、采用與鎂合金不同的生產(chǎn)工藝。要將鎂合

2、金用于輪轂，必須對原鋼、鋁合金輪轂的服役要求，對輪轂結(jié)構(gòu)進(jìn)行材料替代在設(shè)計(jì)，確保服役性能；并針對鎂合金工藝特性開發(fā)新成形工藝，確保產(chǎn)品工藝質(zhì)量。
　　為推動鎂合金在輪轂上的合理應(yīng)用，本研究應(yīng)用有限元法，對嘉陵摩托車鋁、鎂兩種材料的輪轂進(jìn)行了服役應(yīng)力分析，優(yōu)化輪轂結(jié)構(gòu)，降低服役應(yīng)力峰值，提高輪轂使用安全性。同時(shí)還采用數(shù)值模擬軟件對鎂合金輪轂擠壓鑄造過程的液氣兩相充型流、充型速度場、溫度場、凝固固液相分布、凝固時(shí)間與鑄件缺陷形成的關(guān)系

3、進(jìn)行研究，確定最佳擠壓鑄造工藝參數(shù)。根據(jù)上述分析模擬的結(jié)果，確定了輪轂的最佳結(jié)構(gòu)形式及澆注系統(tǒng)，進(jìn)行擠壓鑄造模具設(shè)計(jì)。研究結(jié)果如下：
　?、偌瘟贻嗇灢捎玫膬A角式輻條結(jié)構(gòu)、輻條與輪圈的過渡圓角較小，導(dǎo)致服役峰值應(yīng)力集中出現(xiàn)在輪輻與輪圈的過渡部位；
　?、卺槍︽V合金疲勞強(qiáng)度較低的現(xiàn)實(shí)，對輪轂結(jié)構(gòu)進(jìn)行再設(shè)計(jì)，增大輪輻與輪圈之間的過渡圓角，將服役應(yīng)力峰值從37.9 MPa降到23.68 MPa，確保輪轂的服役可靠性。
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4、澆注溫度680℃，模具預(yù)熱溫度250℃，沖頭壓射速度0.15m/s，保壓壓力80 MPa的條件下，充型液流速度均勻，充型狀態(tài)良好，完成充型后的鑄件溫度分布均勻；鑄件凝固平穩(wěn)迅速，按照設(shè)計(jì)的順序完成凝固；鑄件內(nèi)部質(zhì)量較好，產(chǎn)生的少量缺陷集中在澆注系統(tǒng)，可機(jī)械加工去除。
　?、芡瓿闪四＞叩哪＜?、動定模鑲塊、動定模套板、分流錐等構(gòu)件和抽芯機(jī)構(gòu)、推出復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并完成虛擬裝配，形成完整的三維模具裝配圖，確保設(shè)計(jì)的擠壓鑄造模具的使用價(jià)值