挤压铸造在汽车、摩托车上的应用

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1、挤压铸造在汽车、摩托车上的应用挤压铸造在汽车、摩托车上的应用中国兵器科学研究院、宁波分院齐丕骧 “挤压铸造”国内外也称“液态模锻”是一种介于铸造与锻造之间的优质、高效、节能的工艺方法，它既能接近甚至达到同种合金锻件的内部组织和力学性能，又能实现高效率的大批是生产，与普通压铸件相比，可较大程度的提高力学及使用性能，与普通锻件相比，又可节约能源。因此，多年来，国内外厂商，均把此项工艺用做汽车、摩托车高档有色金属铸件的方法之一，并迅速的在发展。汽车、摩托车业，在各工业发达国家均是重要的支柱产业，我国也不例外。2006年，我国汽车产

2、量728万辆，同比增长27.6%，2007年达以880万辆，又增涨了21%。07年6月份汽车保有量已达5355万辆。2006年我国摩托车产量达到2144万辆。[1,2]。在目前，世界性的“节能、环保”大形势下，对铝、镁合金铸件，尤其是高档铸件的需求是长盛不衰的，这就为挤压铸造业的发展，提供了极好的市场条件。重庆及我国西部地区，目前，已是重要的汽车、摩托车及其铝、镁合金铸件的产业基地，以其独特的资源优势及地域优势，相信会比其它地区有更大的发展空间。本文重点讨论，在国内外汽车、摩托车零部件上，挤压铸造工艺的应用概况及其发展趋势。

3、1、国内外应用概况表1国内外挤压铸造汽车、摩托车主要零部件表 部位汽车车体及行动部件汽车发动机及变速箱部件汽车空调及其它部件摩托车零部件零件名称铝合金及镁合金轮毂，横梁（十字梁），转向节，下支臂，制动卡钳，ABS零件，转向阀体,制动器缸体，离合器缸体,拔叉、摇臂、履带板、铝基复合材料制动铝及铝基复合材料活塞、发动机缸体、发动机支架、滤清器支架、变速箱体、多岐管、燃料分配器空调压缩机上、下缸体、上下盖板、活塞、斜盘、滑履、涡旋压缩机缸体、涡旋盘；空压机连杆、油泵壳体、空气过滤器罐体、罐盖铝及镁合金轮毂、上、下联板、传动箱壳体、

4、减震筒,碟刹泵体、后衣架、车摇架、车架接头、把接头、方向轴、曲柄,发动机活塞毂表1列出的是已大批量生产的挤压铸造汽车、摩托车（含电动车、自行车）主要零件种类。图1～图4是国内外厂家及作者参与生产的部份产品照片。[3]图1、日本宇部用VSC机挤压铸造的主要产品照片。 图2、日本宇部用HVSC机挤压铸造的主要产品照片。图3、作者的合作厂生产的汽车空调压缩机零件照片。图4、作者的合作厂生产的摩托车零件照片。上述不少产品的生产量是非常大的。例如：日本丰田公司轮毂生产厂拥有14台VSC1500—VSC1800全立式挤压铸造机，已形成年

5、产400万只高档汽车铝轮的生产能力。此外，该厂还有120万只复合材料活塞的生产能力。目前，国外最大的挤压铸造机合模力已达35000KN，可生产27in的载重汽车铝轮毂和外部尺寸为1200×400×300mm大型汽车底盘横梁。采用自动供铝的全自动化设备生产出了发动机箱体，空调压缩缸体等复杂零件，以及如转向节等复杂的重要受力件。采用陶瓷增强技术，已批量生产出陶瓷增强的铝复合材料活塞和制动毂等零件。2、生产实例：本节选取几种已大批生产的典型零件，介绍其工艺模具及应用情况[4]。2,1汽车铝轮毂用宇部VSC1200～3500型立式挤

6、压铸造机，日本丰田公司以每年500万只的数量高效率地生产了14—27in汽车铝合金轮毂（图1）。其设备及模具的动作程序参见图5，可见对厚大轮毂部位是实施了二次补压措施的。 图5 汽车铝轮毂挤压铸造动作程序（a）合模浇注，（b）压射缸摆正上升，（c）下冲头上升伸第一次挤压（d）上冲头下行第二次挤压（e）上冲头下行冲孔并将料饼推出 挤压铸造工艺参数列于表2，不同铸造方法的铝轮毛坯的力学性能比较列于表3，可见挤压铸造性能最好。表2 VSC1500机挤压铸造汽车铝轮工艺参数挤压头压射速度/m·s-1挤压压力/Mpa浇注温度/℃模具温

7、度/℃保压时间/s生产周期/s铸件质量/kg成品质量/kg0.041108102104512010.55.7表3 用不同方法铸造的铝轮毂规格及力学性能规格特性挤压铸造金属型铸造铝轮毂设计碟形碟形铝轮毂直径×铝轮毂宽度/mm330.2×152.4330.2×139.7质量/kg5.25.3～6.3热处理状态淬火+人工时效淬火+人工时效合金种类A356.0A356.0力学性能σb/MPa303～338155～251σ0.2/Mpa237～268126～212δ/%6.0～15.92.4～2.8硬度/HRF84～9060～922.

8、2铝合金活塞解放牌汽车铝活塞毛坯的挤压设备为四柱式160t液压机。模具（图6）采用上冲头14和套筒15加压充型，底柱7反正结晶（动凹型式），两侧芯杆11成形销孔的铸型结构。侧芯杆11由气缸1通过杆2、3实现抽拉和闭锁。凹型13由弹簧9支撑而有4mm的上下活动余量，以实现反压结晶。铝液浇注采