镁合金轮毂真空高压铸造技术研究论文

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1、镁合金轮毂真空高压铸造技术研究镁合金轮毂真空高压铸造技术研究学生姓名：指导教师：专　　业：材料加工工程学科门类：工学III镁合金轮毂真空高压铸造技术研究摘要轮毂作为汽车、摩托车的惯性运动部件，其轻量化将显著降低行驶能耗和排放，推动镁合金在轮毂上的应用，是车辆通过轻量化实现节能减排的最有效途径。但是，目前汽车、摩托车铝合金轮毂生产主要采用重力铸造或低压铸造工艺，其生产效率低、缺乏镁合金致密成形所需的高压补缩能力，不能用于镁合金轮毂的高效率、高收得率工业生产。因此，开发基于市场保有量巨大的冷室高压压铸机、适合镁合金铸造工艺特性的新型高压铸造方法，是推动镁合金在轮毂产品上规模

2、应用的关键。本课题以新感觉出口摩托车轮毂为对象，通过新型高压铸造工艺研发、轮毂材料替代设计及工艺结构优化，铸造工艺及模具优化设计、样件生产及工艺品质与服役性能检测，形成能够用于工业生产的轮毂真空辅助高压铸造技术，为轮毂在存量卧式冷室压铸机上的规模化生产提供指导。本文取得的主要成果如下：①根据轮毂工艺结构特征，提出了基于卧式冷室压铸机、能同时对轮辐两端热节进行凝固收缩补偿的轮毂真空高压铸造新方法，并申请了发明专利；②完成了新感觉铝合金轮毂的三维造型和服役状态有限元应力分析，逆向确定了原轮毂设计的疲劳准则；③根据镁合金轮毂的机械性能，对轮毂产品的服役及工艺结构进行再设计，在

3、满足结构工艺要求的前提下，使镁合金轮毂服役应力变化更加缓和，安全服役系数从1.83提高到2.3，实现减重38%;④用数值模拟软件对镁合金轮毂的铸造工艺过程就行了仿真分析，优化了浇注排溢系统和铸造工艺参数组合。确定的最佳工艺参数组合为：浇注温度680℃，模具预热温度250℃，压射速度4.0m/s，保压压力60MPa；单只轮毂生产周期为40~50s，工艺收得率为73%；在此基础上完成了轮毂的成型模具设计，并和合作企业一起完成了模具的制造、调试和实验性生产；⑤在合作企业进行了镁合金轮毂的真空辅助高压铸造实验性生产，对样件的工艺品质进行的工业和实验室检测表明，产品的内部和外在质

4、量均满足设计要求；⑥轮毂样件通过了按国家相关标准进行的径向疲劳试验、冲击试验、旋转弯曲疲劳试验、扭转疲劳试验等台架试验检测。关键词：镁合金，摩托车轮毂，压铸，有限元分析，工艺模拟III镁合金轮毂真空高压铸造技术研究AbstractThewheelsarethemostmassiveinertiamovingpartsoftheroadvehicle.Theirweightsavingwillreducetheenergyconsumptionandemissionsofthevehiclemosteffectively.Therefore,itisofeconomica

5、lly,technicallyandenvironmentallyimportancetopromotetheapplicationofmagnesiumalloyonthewheels.However,themainstreamwheelsaremainlymadeofAlalloyandmainlyproducedbygravitydie-castingorlow-pressuredie-castingcharacterizedbytheirlowproductivityandlackofhighpressurenecessaryforshrinkagefeedin

6、gofmagnesium,which,inturn,unabletoproducequalityMgwheelswithanacceptableproductivity.Therefore,thekeytopromotecommercialapplicationofmagnesiumwheelsistodevelopanewhighpressuredie-castingtechniquethatisnotonlysuittothecastingpropertiesofmagnesiumalloy,butalsotomeettherequirementsforqualit

7、yMgwheelsatacompetitiveproductivityoncold-chamberdiecastingmachine.Inthepresentstudy,aimedtoproduceMgwheelsforXGJAOexportmotorcycle,thestructureoftheoriginalAlwheelwasredesigned,anewvacuumaidedhighpressuredie-castingtechniquewasdeveloped,thecastmoldweredesignedandtheproce