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论纤维过滤网、陶瓷过滤片在《汽车用铝合金铸件》应用中的关键作用!

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与其他制造工艺相比,压铸成形工艺生产效率高、尺寸精度高、力学性能优良、材料利用率高、批量化生产经济效益较佳。在汽车用铝合金中,压铸铝合金与其他铸造铝合金约占80%,加工铝材(板、带、箔、管、棒、型、线、锻、粉、膏等)仅占20%左右,压铸件的用量占铸造产品总用量的70%左右,因此压铸铝合金制品在汽车用铝中约占54%~70%。

自2009以来,我国汽车销量已连续8年占据世界第一,从2009年的1 300万辆增长至2019年超2 700万辆。随着汽车市场竞争愈加激烈,各制造厂商都在向高质量、高可靠性、轻量化、节能环保、低成本方向发展,且随着汽车排放标准和国际环保政策的逐年加严,新能源汽车已成为未来汽车领域的重点发展方向,高强韧、高质量新能源汽车结构部件(汽车车身、立柱、底盘、减震塔等)也越来越多需要采用压铸成形工艺来进行制造。这些都说明,铝合金压铸在压铸行业内占有举足轻重的地位,是压铸行业的主流。

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压铸铝合金的工艺特点

压铸铝合金除了具有较好的压铸工艺性能及较佳的力学性能外,还需具备以下几点工艺性能:

①良好的热塑性流变性能,在过热度不高及液、固相线温度附近应具有良好的热塑性流变性能,以实现复杂型腔的填充,形成良好的铸造表面,避免缩孔缺陷的产生;

②较小的线收缩率,避免压铸过程产生裂纹和变形,提高制品的尺寸精度;

③较小的凝固温度区间,便于实现快速同时凝固,减少内部收缩孔洞等缺陷的数量;

④良好的高温热强度,避免开模时产生热裂或严重变形;

⑤较好的铸件/铸型界面性能,与压铸模具不发生化学反应、亲和力小,避免粘型和铸件/铸型界面发生合金化反应;

⑥良好的物化性能,在高温熔融状态下不易吸气、氧化,能满足压铸过程长时间保温的需求。


压铸铝合金分类

 按合金成分来分,压铸铝合金可分为Al-Si(Al-Si-Cu、Al-Si-Mg)、Al-Cu、Al-Mg与Al-Zn四个系列。Al-Si压铸合金因结晶温度间隔小、硅相凝固结晶潜热和比热容大、线收缩率小、且具有良好的流动性能、充型性能和较小的热裂、疏松倾向,因此应用最为广泛。Al-Cu系压铸合金虽具有较高的力学性能,但Cu元素的加入降低了材料的耐蚀性能,压铸制品使用寿命随之大幅下降,且压铸过程易产生偏析、开裂,因此应用范围较小。与Al-Si系压铸合金相比,Al-Mg系压铸合金铸造性能差、力学性能波动和壁厚效应大、压铸过程易开裂,且应力腐蚀倾向较大;Al-Zn系压铸合金虽经自然时效可获得较佳的力学性能,但其耐蚀性差、易出现热裂与应力腐蚀,使用较少。表1所示为目前常用压铸铝合金的牌号、化学成分与力学性能,其中尤以Al-Si-Cu系合金应用最为广泛,诸如AlSi9Cu3(A380)与AlSi11Cu3(ADC12)。如下表所示,压铸铝合金一般多添加Si、Cu、Mg、Mn、Fe、Ni与稀土元素。


压铸铝合金典型应用

目前,国内外汽车行业铝合金压铸件应用范围按使用功能分类,已用于结构件、受力件、安全件和装饰件等,主要包括以下几个方面:

①动力系统:缸体、缸体盖、缸盖罩、曲轴箱、气缸盖罩盖、油底壳、活塞、泵体、泵盖、进气管、发电机壳体、发动机齿轮室、六座摇臂座、发动机各类支架等;

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②传动系统:变速器壳体、变速器油路板、离合器壳体、换挡拔叉、变速箱支架等;

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③转向系统:链条盖、齿条壳体与涡轮壳体。

④底盘总成:悬置支架与横梁;

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⑤车身:轮毂、骨架与装饰制品;

⑥其他:减震器下端盖、压缩机支架、离合器踏板及刹车踏板等。下图所示为汽车用铝合金压铸件汇总及占比示意图。由图可知,目前压铸铝合金已在汽车行业得到了大范围的应用。

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压铸铝合金未来发展趋势

电动新能源汽车行业近年来对动力性、安全性、舒适性、轻量化等技术指标要求的不断提高,所需铝合金制品逐渐向薄壁、高强、低成本与一体化集成结构方向发展,为压铸技术的发展提供了应用基础与源动力。近年来,铝合金压铸技术的发展总体而言,就是通过对合金材料成分进行不断优化调整,结合高真空压铸技术与热处理工艺参数调控,充分发挥合金材料的工艺特性,借助高压注射与低速充型不断提高压铸合金材料的综合力学性能。随着军民融合的不断深入,大量环筒类弹箭结构制品由于对疲劳性能要求不高,根据结构集成一体化轻量设计,可采用压铸工艺进行批量化生产研制,缩短产品的研制周期、降低其生产成本,为压铸铝合金的推广应用提供了发展基础。

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