汽車(chē)鋁合金輪轂鑄造技術(shù)工藝應(yīng)用研究

姚 丹

（中信戴卡股份有限公司，河北 秦皇島 066011）

近年來(lái)，隨著我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，促進(jìn)了相關(guān)技術(shù)的完善，鋁合金輪轂鑄造技術(shù)便是其中之一。輪轂是汽車(chē)制造中不可或缺的重要組成部分，現(xiàn)階段，鋁合金輪轂已經(jīng)基本取代了傳統(tǒng)的鋼輪轂，為進(jìn)一步提升鋁合金輪轂的生產(chǎn)效率和工藝水平，應(yīng)當(dāng)不斷加大對(duì)其鑄造技術(shù)工藝的研究力度。借此，本文就汽車(chē)鋁合金輪轂鑄造技術(shù)工藝應(yīng)用展開(kāi)研究[1]。

1 汽車(chē)鋁合金輪轂常用的鑄造技術(shù)

目前，鋁合金輪轂以其自身優(yōu)良的性能在汽車(chē)制造中獲得廣泛應(yīng)用，鋁合金輪轂常用的鑄造技術(shù)有以下幾種。

（1）壓力鑄造。這種鑄造方法具體是指在高壓作用下，使鋁合金液體以較高的速度充填型腔，并通過(guò)施加一定的壓力，使鋁合金液體達(dá)到凝固狀態(tài)，從而獲得所需的鑄件。通過(guò)壓力鑄造生產(chǎn)出來(lái)的鋁合金輪轂除具有良好的機(jī)械性能之外，還有這較好的致密性，表面硬度和強(qiáng)度也比較高，可以保證鑄件的尺寸，達(dá)到表面光潔的要求。該鑄造技術(shù)唯一的不足之處是，無(wú)法利用熱處理工序提高輪轂的性能，因鋁合金液體在充型的過(guò)程中速度較快，從而無(wú)法使型腔內(nèi)的氣體全部排除，未能排除的氣體會(huì)以氣孔的形式存在于鑄件當(dāng)中，由此會(huì)對(duì)鑄件的質(zhì)量造成影響。為解決這一問(wèn)題，業(yè)內(nèi)的專(zhuān)家學(xué)者通過(guò)研究后，開(kāi)發(fā)出一種無(wú)氣孔的壓力鑄造工藝，其中較具代表性的是充氧壓力鑄造法。該方法出具備傳統(tǒng)壓力鑄造法的優(yōu)點(diǎn)之外，還克服了氣孔的問(wèn)題，通過(guò)該方法生產(chǎn)出來(lái)的鋁合金輪轂不但機(jī)械性能更高，而且質(zhì)量更輕，此類(lèi)輪轂適用于高級(jí)車(chē)輛[2]。

（2）低壓鑄造。這種鑄造方法的基本原理為：將用于鑄造的鋁合金液體裝入具有良好密閉性的坩堝當(dāng)中，并使液體始終保持在澆注溫度，隨后將壓縮空氣通入到液體表面，借此來(lái)使坩堝與型腔間形成壓力差，處于坩堝內(nèi)的液體在該低壓的作用下，會(huì)從升液管上升，經(jīng)由輸液通道、鑄型澆口后，被壓入到與坩堝相連的模具當(dāng)中，這樣便可獲得所需的鋁合金鑄件。其具有純凈度高、平穩(wěn)性好、成型效果好、致密性高、收得率高、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。由于低壓鑄造技術(shù)所具備的這些優(yōu)點(diǎn)，從而使其成為國(guó)內(nèi)外很多汽車(chē)制造企業(yè)的首選技術(shù)工藝，如日本的豐田汽車(chē)公司、美國(guó)福特汽車(chē)公司的Wiru廠等。這種鑄造技術(shù)雖然優(yōu)點(diǎn)較多，但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，其也存在一些不足之處，如生產(chǎn)設(shè)備投資成本大、鑄造時(shí)間長(zhǎng)、升液管容易損壞等等。如果以上問(wèn)題能夠得到有效解決，必將對(duì)該鑄造技術(shù)的大范圍推廣應(yīng)用起到促進(jìn)作用[3]。

（3）重力加壓鑄造。這是傳統(tǒng)重力鑄造與壓力鑄造相結(jié)合的一種鑄造技術(shù)，它的充型過(guò)程是在重力作用下完成，金屬液體的凝固過(guò)程則是在壓力的作用下完成。該鑄造技術(shù)兼具傳統(tǒng)重力鑄造和壓力鑄造的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)鑄造中的缺陷問(wèn)題，在鋁合金輪轂鑄造中具有良好的應(yīng)用前景。該鑄造技術(shù)具有如下特點(diǎn)：澆注系統(tǒng)的體積較小，由此使得鋁合金液體的利用率獲得大幅度提升；澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，實(shí)踐表明，通過(guò)該鑄造技術(shù)工藝，可以大幅度降低因鑄件夾渣而導(dǎo)致報(bào)廢的幾率，鑄件的成品率顯著提升；因澆注口的位置偏離模具中心，從而使得模具上的最大應(yīng)力點(diǎn)發(fā)生改變，延長(zhǎng)了模具的使用壽命；由于輪轂是在一定的壓力下結(jié)晶凝固，使得鑄件達(dá)到良好的補(bǔ)縮效果，輪轂的力學(xué)性能隨之提高；設(shè)備的總體造價(jià)較低，可通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)重力鑄造設(shè)備的改造來(lái)實(shí)現(xiàn)，原本的設(shè)備得到一定的利用，節(jié)約了成本；冷卻風(fēng)道的加入，使鑄件的凝固順序變?yōu)榭烧{(diào)，防止縮孔等缺陷的發(fā)生。下面本文重點(diǎn)對(duì)該鑄造技術(shù)工藝在汽車(chē)鋁合金輪轂中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

在具體實(shí)施的過(guò)程當(dāng)中，當(dāng)?shù)卣筛鶕?jù)礦山的實(shí)際開(kāi)采情況來(lái)執(zhí)行相關(guān)的環(huán)境保護(hù)、水資源污染防治及礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)相關(guān)的法律法規(guī)。此外，政府部門(mén)應(yīng)敦促相關(guān)企業(yè)在進(jìn)行開(kāi)采活動(dòng)中充分評(píng)估開(kāi)采活動(dòng)對(duì)該地區(qū)水資源的影響。

3.2 節(jié)約用水，大力提升地下水資源的利用率

人員因素是造成地下水污染的主要原因之一，在降低礦山開(kāi)采對(duì)于地下水資源的影響時(shí)務(wù)必為相關(guān)人員樹(shù)立“節(jié)約用水”的思想，從而大力提升地下水資源的利用率。為使礦山開(kāi)采活動(dòng)對(duì)地下水資源的影響降到最低，相關(guān)礦產(chǎn)企業(yè)務(wù)必培養(yǎng)相關(guān)工作人員的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，以有效治理廢水隨意排放、浪費(fèi)用水等現(xiàn)象。在技術(shù)層面，礦產(chǎn)企業(yè)應(yīng)積極引入更加環(huán)保節(jié)能的設(shè)備，從而大力提升現(xiàn)有的地下水資源利用率。此外，為落實(shí)可持續(xù)發(fā)展觀，相關(guān)企業(yè)應(yīng)對(duì)礦山開(kāi)采過(guò)程中所產(chǎn)生的廢石、礦坑排水和污水等加以回收利用，從最大限度上提升資源利用率[3]。

3.3 優(yōu)化管理模式，建立水資源影響補(bǔ)償機(jī)制

現(xiàn)行的《中華人民共和國(guó)水法》對(duì)礦藏開(kāi)采及地下工程建設(shè)所造成的地下水枯竭、水位下降和地面塌陷等現(xiàn)象都進(jìn)行了詳細(xì)的界定，其要求采礦單位在出現(xiàn)上述問(wèn)題時(shí)務(wù)必采取一定的補(bǔ)救措施，以降低上述問(wèn)題對(duì)環(huán)境的污染。為加大政府部門(mén)對(duì)相關(guān)問(wèn)題的懲治力度，相關(guān)部門(mén)必須嚴(yán)格按照這一法律條例進(jìn)行工作。為提升相關(guān)單位對(duì)于礦山開(kāi)采對(duì)地下水資源影響的重視程度，相關(guān)部門(mén)可根據(jù)礦山開(kāi)采的實(shí)際情況而建立科學(xué)完善的水資源影響補(bǔ)償制度，以推動(dòng)當(dāng)?shù)厮Y源治理工作的發(fā)展。

3.4 更新開(kāi)采技術(shù)，提升地下水資源保護(hù)性

開(kāi)采技術(shù)對(duì)于礦山開(kāi)采對(duì)地下水資源的影響具有突出作用，利用地下水資源保護(hù)性良好的開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行礦山開(kāi)采活動(dòng)即可有效降低礦山開(kāi)采對(duì)地下水資源的影響。部分開(kāi)采法便是一種地下水資源保護(hù)性較好的開(kāi)采技術(shù)。該開(kāi)采方法只采出部分煤炭，而依靠剩余煤炭控制頂板巖層的運(yùn)用，從而有效降低導(dǎo)水裂縫帶高度，以減弱礦山開(kāi)采對(duì)地下水資源的影響。從目前相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用情況來(lái)看，部分開(kāi)采法主要包括了房式開(kāi)采法、條帶開(kāi)采法、柱式開(kāi)采法及限厚開(kāi)采法等。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，礦山開(kāi)發(fā)對(duì)地下水資源含量、含水層水位和地下水資源水質(zhì)都具有十分深遠(yuǎn)的影響。且受到水資源循環(huán)作用的影響，礦山開(kāi)發(fā)對(duì)地下水的影響還將在一定范圍內(nèi)逐漸擴(kuò)大。隨著我國(guó)民眾環(huán)保意識(shí)的提升，相關(guān)部門(mén)已經(jīng)意識(shí)到了相關(guān)問(wèn)題的嚴(yán)重性。在減輕礦山開(kāi)發(fā)對(duì)地下水資源的影響時(shí)，政府部門(mén)可從規(guī)范開(kāi)采活動(dòng)、提升地下水利用率、建立水資源影響補(bǔ)償機(jī)制、更新開(kāi)采技術(shù)等方面入手。

[1]趙雪瓊，黃茜蕊，鄒鯉嶺．礦山開(kāi)發(fā)對(duì)地下水的影響研究[J]．環(huán)境科學(xué)與管理，2017(07)：38-41．

[2]李利．解析礦山開(kāi)采對(duì)地下水資源的影響[J]．水資源開(kāi)發(fā)與管理，2016(12)：23-28．

[3]徐龍濱．解析礦山開(kāi)采對(duì)地下水資源的影響[J]．科技與企業(yè)，2015(04)：133．