利用高壓壓鑄方法制造空心鋁合金副車架

利用高壓壓鑄方法制造空心鋁合金副車架

Akihiko Asami et al. SAE 2016-01-0406.

編譯：王祥

各汽車制造廠商正在致力于減少碳排放和節約能源技術的開發，其中最有效的方法之一是采用鋁合金材料替代原本的鐵合金材料，用于汽車零部件的制造。目前，鑄造空心鋁合金副車架已經被應用在實車中，常用的鑄造方法為重力澆鑄和低壓鑄造，但是這兩種鑄造方法很難使鑄造空心鋁合金副車架的壁厚減小，達不到輕量化的最優結果。為解決此問題，提出了一種高壓壓鑄方法。

鋁合金材料的高壓壓鑄是指在高壓作用下，使液態或半液態鋁合金材料以較高的速度填充壓鑄模具，并在壓力作用下成型和凝固的方法。采用高壓壓鑄（如填充材料為鋁鎂材料）時，材料的注射速度可達到10m/s，有助于形成薄壁零部件。而低壓壓鑄由于材料的填充速度較慢，在材料填充過程中需要保持模具較高的溫度，因此為防止材料提前凝固而使用壁厚較大的壓鑄零部件。為獲得空心的鋁合金副車架，在高壓壓鑄時需要采用砂芯，而砂芯的設計是高壓壓鑄成敗的關鍵，砂芯決定了零部件內部形狀和尺寸精度等。在將樹脂砂芯用在高壓壓鑄過程中，首先制造空心鋁合金副車架內部空腔的砂芯形狀，然后組芯到鑄件型腔中，最后合箱采用高壓壓鑄。壓鑄成型后，采用振動破碎和化學溶解的方法將砂芯清除，進而獲得空心的鋁合金副車架。需要注意的是，高壓壓鑄時砂芯也承受較大的壓力，因而在制作砂芯時應當保證砂芯有足夠的強度，以滿足高壓壓鑄過程中產生的鑄造壓力。通過高壓壓鑄方法制造的空心鋁合金副車架與傳統的鋼板焊接副車架相比，質量約減輕了40%。