铝合金压铸件在汽车上的应用
铝合金转向节挤压铸造技术研究与应用
铝合金转向节挤压铸造技术研究与应用摘要：近年来，随着能源紧缺及对环境保护的需要，各国对汽车燃油消耗效率及温室气体排放量制定了更加严格的法规与标准。
而汽车轻量化则是降低燃油消耗的重要途径之一，也是汽车生产商研发的主要目标。
因此，以铝为代表的轻质合金材料得到了越来越广泛的应用。
本文对挤压铸造生产铝合金转向节工艺进行研究，在不同的机型上用挤压铸造工艺开发的铝合金转向节各项性能指标可完全达到技术要求。
关键词：铝合金；转向节；挤压铸造引言采用有色轻金属材料代替黑色金属材料是当前国际上汽车轻量化的主要途径,为使汽车减轻自重,便要求汽车零部件必须轻量化、薄壁化、精确化、强韧化。
所以,汽车的钢铁材质零部件不断被质量轻的铝合金件所取代,在成形工艺上以挤压铸造替代普通铸造及锻造,以达到提高毛坯的精度、减少加工余量、减少原材料消耗,从而实现减重、降低成本的目的。
本文对挤压铸造机生产铝合金转向节的特点进行分析论述,供同行参考。
1再生铝概念再生铝是由废旧废铝合金材料或者含铝的废料，经重新熔化提炼而得到的铝合金或铝金属，是金属铝的一个重要来源，再生铝主要是以铝合金的形式出现的。
再生铝以废铝作为主要原料，经预处理、熔炼、精炼、铸锭等生产工序后得到铝合金。
铝的抗腐蚀性强，在使用过程中损耗程度极低，且在多次重复循环利用后不会丧失其基本特性，具有极高的再生利用价值。
2压铸工艺一体化压铸实为真空压铸工艺加入高真空控制系统，需要高精度传感器控制抽真空过程。
工艺流程为合模、浇注、真空开启、型腔抽真空排气、压射、开模、取件、喷涂、再次合模等。
在压铸过程中，由高精度真空传感器控制真空罐、浇注排气阀和型腔排气阀，并通过参数设定来触发四个接触点：浇注真空开始、浇注真空结束、型腔真空开始和型腔真空结束。
压铸的高速充型易导致压室或型腔中的气体无法完全排出，气体卷入金属液会以气孔的形式存在于铸件中，无法焊接，降低力学性能，所以一体压铸必须配置型腔抽真空系统。
压铸铝合金材质
压铸铝合金材质压铸铝合金是一种常用的金属材料，具有许多优秀的性能和广泛的应用领域。
本文将从以下几个方面介绍压铸铝合金的材质特点、加工工艺、应用领域以及未来发展趋势。
一、材质特点压铸铝合金是指通过压力将熔化的铝合金注入到模具中进行冷却凝固而得到的铝合金制品。
它具有以下几个特点：1. 良好的流动性：压铸铝合金具有较低的熔点，熔化后能够在较低的压力下迅速充填模具，使得制品成型速度快。
2. 优异的力学性能：压铸铝合金具有较高的强度和硬度，能够承受较大的载荷，在工程领域有着广泛的应用。
3. 良好的表面质量：压铸铝合金制品表面光洁度高，不需要进一步的加工处理，节省了生产成本。
4. 耐腐蚀性好：压铸铝合金具有良好的耐腐蚀性，能够在潮湿和腐蚀性环境中长期使用。
二、加工工艺压铸铝合金的加工工艺包括模具设计、原料准备、熔炼、注射、冷却和脱模等步骤。
其中，模具设计是关键的一步，需要根据产品的形状和尺寸设计合适的模具。
原料准备是指准备合适的铝合金材料，并根据配方进行混合。
熔炼是将铝合金材料熔化成液态，通常采用电炉或气炉进行熔炼。
注射是将熔化的铝合金注入到模具中，通过压力使其充填整个模腔。
冷却是指让注射后的铝合金在模具中快速冷却凝固，形成所需的制品。
脱模是将冷却凝固的铝合金制品从模具中取出。
三、应用领域压铸铝合金由于其优异的性能，广泛应用于汽车、航空航天、电子电器、通信设备、机械设备等领域。
在汽车领域，压铸铝合金被用于制造汽车发动机零部件、车身结构件等，能够提高汽车的安全性和燃油经济性。
在航空航天领域，压铸铝合金被用于制造飞机发动机零部件、机身结构件等，能够减轻飞机的重量，提高飞行性能。
在电子电器领域，压铸铝合金被用于制造电脑外壳、手机壳等，具有良好的导热性能和电磁屏蔽性能。
四、未来发展趋势随着科技的发展和人们对产品性能要求的提高，压铸铝合金在未来将有更广阔的应用前景。
未来，压铸铝合金的制造工艺将更加智能化和自动化，提高生产效率和产品质量。
铝合金在车顶横梁上的应用
铝合金在车顶横梁上的应用
铝合金在车顶横梁上的应用主要是为了实现车辆轻量化，提高燃油效率和车辆性能。
以下是铝合金在车顶横梁上的一些具体应用：
1. 轻量化：铝合金作为一种轻质材料，其密度仅为钢材的约1/3，因此在车顶横梁等车身结构件中使用铝合金可以显著减轻车辆的整体重量。
2. 提高燃油效率：车辆重量的减少可以直接提升燃油经济性，因为发动机需要消耗更少的能量来驱动更轻的车辆。
3. 增强车辆性能：轻量化还有助于改善车辆的加速性能、制动性能和操控性，因为车辆的重量降低后，惯性减小，响应速度提高。
4. 环保：使用铝合金可以减少汽车的整体碳排放，符合当前汽车行业对环保和可持续发展的追求。
5. 结构优化：通过拓扑优化、尺寸优化、形状优化与形貌优化等方法，可以在保持或提高车顶横梁强度和刚度的同时，减少材料的使用，进一步实现轻量化。
6. 工艺改进：采用真空压铸等先进制造工艺，可以生产出具有复杂几何形状和高强度的铝铸件，这些技术的应用使得铝合金在车顶横梁等部件的使用成为可能。
7. 成本考量：尽管铝合金提供了许多优点，但其成本通常高于传统钢材。
因此，制造商需要在轻量化带来的效益和成本之间进行权衡。
8. 铝合金的特点：铝合金具有良好的力学性能、耐腐蚀性和可回收性，这些特点使其成为车顶横梁等车身结构件的理想材料。
汽车铝压铸行业深度研究：一体化压铸、轻量化大市场初现峥嵘精选版
（：中信建投）一、汽车轻量化势在必行，铝压铸工艺优势显著1.1“碳中和”目标驱动汽车行业向绿色转型，轻量化助力实现节能降耗目标汽车尾气污染持续威胁环境，“碳中和”驱动节能减排势在必行。
截至 2021 年底，我国机动车保有量达 3.95 亿辆，同比增长 6.18%，年增量始终保持在两千万辆左右，中长期看仍具有较快增速。
高机动车保有量使得机动车尾气污染严重。
机动车排放的氮氧化物、挥发性有机物分别达 595/196 万吨，占全国排放总量的 33.3%与 19.3%。
因此，在“蓝天保卫战”和“双碳”政策驱动下，汽车减排、低碳化发展形势较为紧迫。
燃油乘用车整体降耗目标不断提升，新能源汽车助力节能减排潜力显著。
按照2020 年 10月正式发布的《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》规划，2020-2035年我国乘用车百公里油耗年均降幅逐步提高，减排压力逐年增加。
然而依据国家部委发布的 2016-2019 年度《中国乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分核算情况表》，可计算得到 2016-2019年传统能源乘用车新车实际平均百公里油耗分别为 6.88L、6.77L、6.62L 及 6.46L，始终高于达标油耗 6.7L、6.4L、6L、5.5L。
但受新能源汽车销量持续提升影响，乘用车总体新车平均百公里油耗低于达标值，且拉动幅度越来越大。
由此可见，新能源汽车具有较大节能减排潜力，随着新能源汽车渗透率的逐步提高，可以进一步缓解汽车行业的节能减排压力。
技术路线图明确新能源发展目标，2035年节能与新能源汽车销量占比各 50%。
为进一步推动汽车低碳化进程，《节能与新能源汽车技术路线图（2.0 版）》提出“汽车产业碳排放总量先于国家碳排放承诺于 2028 年左右提前达到峰值，到 2035年排放总量较峰值下降 20%以上”和“新能源汽车逐渐成为主流产品，汽车产业实现电动化转型”等愿景目标。
具体里程碑目标如下：至2035 年，节能汽车与新能源汽车年销量各占50%，汽车产业实现电动化转型；氢燃料电池汽车保有量达到 100 万辆左右，商用车实现氢动力转型。
压铸件在新能源中的应用
压铸件在新能源中的应用
随着新能源的快速发展，压铸件在新能源领域的应用越来越广泛。
作为一种高效、精确的制造工艺，压铸件在新能源装备的制造过程中发挥着重要的作用。
首先，压铸件在新能源汽车制造中的应用十分广泛。
新能源汽车的核心部件之一就是电机，而电机的定子、转子、端盖等部件往往采用压铸件制造。
压铸件具有制造成本低、产品精度高、材料利用率高等优点，能够满足新能源汽车对质量和效率的要求。
其次，压铸件在太阳能发电设备中的应用也十分重要。
太阳能电池板是太阳能发电装置的核心组件，而太阳能电池板的铝合金支架、连接器等关键零部件通常采用压铸件制造。
压铸件不仅能够提供稳定的结构支撑，还能够确保太阳能电池板的精确安装，提高发电效率。
此外，压铸件还广泛应用于风能发电设备的制造中。
风力发电机组中的风轮叶片、轮毂、法兰等部件常常采用压铸件制造。
压铸件具有形状复杂、尺寸精确的特点，能够为风能发电设备提供高强度、高可靠性的关键零部件。
总的来说，压铸件在新能源中的应用不断扩大。
它不仅在新能源汽车、太阳能发电设备和风能发电设备中发挥着重要的作用，还在其他新能源领域中得到广泛应用。
随着新能源技术的不断进步和创新，压铸件制造工艺也将不断完善，为新能源装备的制造提供更好的解决方案。
以上是关于压铸件在新能源中的应用的文档内容。
通过对压铸件在新能源汽车、太阳能发电设备和风能发电设备等领域的应用进行介绍，展示了压铸件在新能源领域的重要性与广泛应用。
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压铸件的运用
压铸件的运用一、压铸件的概念和分类压铸是一种将熔化的金属注入到模具中，然后在高压下冷却成型的方法。
压铸件是指通过压铸工艺制造出来的零件。
根据材料不同，可以将压铸件分为铝合金、锌合金、镁合金、铜合金等多种类型。
二、压铸件的优点1.精度高：由于采用了模具成型工艺，所以可以保证产品尺寸精度高。
2.表面光洁度好：由于采用了模具成型工艺，表面光洁度好。
3.生产效率高：由于采用了自动化生产流程，所以生产效率高。
4.材料利用率高：由于采用了熔化再利用工艺，所以材料利用率高。
三、压铸件的应用领域1.汽车行业：汽车发动机缸盖、缸体等部位均采用了铝合金压铸件。
2.电子行业：手机外壳、电脑散热器等部位均采用了锌合金压铸件。
3.家电行业：空调外壳、洗衣机滚筒等部位均采用了铝合金、镁合金压铸件。
4.航空航天行业：飞机发动机叶轮等部位均采用了镁合金压铸件。
四、压铸件的制造流程1.模具设计：根据产品图纸，设计出适合的模具。
2.原材料准备：根据产品要求，选用适当的材料，并进行熔化处理。
3.注射成型：将熔化的金属注入到模具中，然后在高压下冷却成型。
4.去除毛刺：将成型后的零件进行去除毛刺和清洗处理。
5.表面处理：对零件表面进行喷漆、电镀等处理。
五、压铸件质量控制1.材料控制：选择优质材料，并按照标准要求进行检测。
2.工艺控制：严格按照工艺流程操作，确保每一个环节都符合标准要求。
3.设备控制：保养设备，确保设备运行正常，并按时更换易损件。
4.检测控制：对成品进行全面检测，确保达到标准要求。
六、压铸件未来发展趋势1.高端化：随着科技的发展，压铸件将更多地应用于高端领域。
2.轻量化：压铸件将更多地应用于汽车、航空等领域，实现轻量化目标。
3.智能化：随着智能制造的发展，压铸件将更多地应用于自动化生产流程中。
七、结语压铸件作为一种重要的加工方式，已经广泛应用于各个领域。
未来，随着科技的发展和制造业的升级换代，压铸件也将不断发展壮大。
各种铸造铝合金牌号的主要特点及应用
各种铸造铝合金牌号的主要特点及应用铝合金是一种常见的铸造材料，具有轻量化、高强度、良好的成形性等优点。
不同牌号的铝合金具有不同的特点和应用，下面将介绍几种常见的铸造铝合金牌号。
1.A380铝合金A380铝合金具有优良的流动性和耐腐蚀性能，是一种常用的铸造铝合金。
它具有良好的加工性，可用于压铸工艺制造各种复杂形状的零件。
A380铝合金还具有较高的机械性能和良好的表面质量，广泛应用于汽车、航空航天等行业的零部件制造。
2.ADC12铝合金ADC12铝合金是一种常用的压铸铝合金，具有优异的强度和耐磨性能。
它具有较高的放热能力和导热性能，适用于制造需要耐高温和抗磨损的零部件。
ADC12铝合金也具有较好的表面质量和良好的抗氧化性能，广泛应用于汽车发动机缸盖、摩托车发动机壳体等高强度零部件的制造。
3.A356铝合金A356铝合金是一种常用的高强度铝合金，具有良好的塑性和可焊性。
它具有较高的比强度和耐热性能，适用于制造要求高强度和高耐热性的零部件。
A356铝合金也具有良好的表面质量和抗氧化性能，常用于制造飞机零件、汽车零部件和船舶零件等。
4.6061铝合金6061铝合金是一种常用的热处理铝合金，具有优异的强度和耐蚀性能。
它具有良好的可焊性和加工性，适用于制造要求高强度和高精度的零部件。
6061铝合金也具有较好的抗氧化性能和耐候性，广泛应用于航空、汽车、船舶和建筑等领域。
5.7075铝合金7075铝合金是一种常用的高强度铝合金，具有优异的机械性能和抗腐蚀性能。
它具有较高的比强度和耐磨性能，适用于制造需要在恶劣环境下工作的零部件。
7075铝合金还具有良好的抗氧化性能和耐候性，广泛应用于航空航天、车辆和运动器材等领域。
总之，不同牌号的铸造铝合金具有不同的特点和应用。
选择合适的铝合金牌号可以满足不同零部件的要求，提高产品的质量和性能。
希望以上信息对您有所帮助。
铝合金挤压铸造的研究进展及其在汽车轻量化上的应用
铝合金挤压铸造的研究进展及其在汽车轻量化上的应用挤压铸造是一种集铸造、锻造为一体的先进铸造成型技术，与传统的重力铸造相比，液态金属在压力作用下强制进行补缩，从而可获得连续致密组织、晶粒细小、性能优异的精密铸件[1-3]。
由于挤压铸造具有诸多优点，挤压铸造技术已经在航空航天、汽车、机械制造及船舶工业得到了应用。
挤压铸造按照压力传递形式，可分为直接挤压铸造(Direct squeeze casting)和间接挤压铸造（Indirect squeeze casting）两种[2]。
直接挤压铸造是冲头直接作用在液态金属上，无浇注系统，压力直接作用在铸件上使金属液凝固成型，直接挤压铸造适合生产形状简单的挤压铸件。
间接挤压铸造是冲头通过浇道将压力传递给铸件，使金属液在模具型腔内受压力作用凝固成型，这种成型方式可生产壁厚不均、形状复杂的零件，随着装备制造业的不断发展，对零件的质量及力学性能也逐渐地提高，间接挤压铸造作为一种新工艺将得到更广泛的应用。
1 间接挤压铸造的理论研究进展间接挤压铸造理论的研究对于指导生产实践有一定的积极意义，无论是直接挤压铸造还是间接挤压铸造，其核心工艺参数都是压力，都是将压力作用在金属液上而引起的一系列组织性能的变化，所以现在关于挤压铸造的理论研究都是以压力为切入点进行的，然后再进一步探究压力对金属凝固结晶、成分偏析、凝固传热以及相图变化等方面的影响。
1.1 压力对显微组织的影响目前关于挤压铸造压力下晶粒细化的理论主要有两种说法。
Frank等认为[4]，液态金属在较高压力作用下，使凝固时的过冷度增加，从而提高形核率，最终使晶粒细化。
Chadwick等认为[5]，压力只是使合金凝固时，凝壳与模壁之间的热交换系数增加，使凝壳与模壁之间的有效接触面积增加而导致合金的凝固速度增大，从而细化了晶粒。
图1为ADC12铝合金间接挤压铸造和金属型铸造的显微组织。
由图1可以看出，间接挤压铸造组织更加细小，金属型铸造中存在较多树枝晶。
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卓越的成形性：出色的 表面质量，锐利造型
适用性：高导热和高导电 耐腐性：铝氧化层防止腐蚀
National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming Shanghai Jiao Tong University
汽车铝材用量的增加所带来的效益主要体现在以下几方面： （1）促进汽车轻量化，节能降耗，有利环保 对于1300kg重的轿车，若其重量下降10%，其燃料消耗可降低8%，或 者说每行驶100km，就可节省0.7kg汽油。 （2）铝合金零部件可回收再利用，进一步节约能源 通常铝合金的回收率不低于85%，有60%的汽车用铝合金来自回收的废 旧料，至2010年，这一数值已上升至95%左右。 （3）增加抗蚀性，延长使用寿命 铝及铝合金在常温自然条件下可在表面生成一层致密的氧化膜，其耐蚀 性、耐氧化性能大大高于钢铁材料。同时，铝合金具有优良的表面处理 性能，适合于氧化着色、喷粉、涂漆等多种表面处理工艺。 （4）有助于提高汽车行驶的平衡性和安全性 使用铝合金车轮可使震动变小，从而可以使用更轻的反弹缓冲器；另外 ，由于使用铝合金材料是在不减少汽车容积的情况下减轻汽车自重，因 而使汽车更稳定，在受到冲击时铝合金结构能吸收、分散更多的能量， 因而更加安全和舒适。
北美轻型车材料构成变化趋势
软钢 高强度钢 先进高强度钢 其它钢材 铸铁 铝合金 镁合金 其它金属 塑料/复合材料 其它材料 合计
1975 2,180 140 -65 585 84 -120 180 546 3,900
2005 1,751 324 111 76 290 307 9 150 335 629 3,982
如上示例，相比于钢制白车身，全铝车身可减重约140kg ✓相比于钢制车身减重40% ✓10%的车身减重相当于降低6~8%油耗
National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming Shanghai Jiao Tong University
铝合金车身减重
铝合金在车身中的应用越来越广泛
铝合金在车身减重方面的优异表现： • Hood: -7.6kg • Fender: -2.4kg • Doors: -23.7kg • Trunk lid: -6.2kg • Roof: -4.2kg • Structure & others: -96kg
National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming Shanghai Jiao Tong University
二.铝合金铸件在汽车上的典型应用
德国莱菲尔德轮毂旋压机与制 造的轮毂
铝合金汽车发动机缸体
National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming Shanghai Jiao Tong University
2007 1,748 334 149 76 284 327 9 149 340 634 4,050
2015 1,314 315 403 77 244 374 22 145 364 650 3,908*
1975-2007变化 －432 194 149 11 －301 240 9 29 160 88 150
National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming Shanghai Jiao Tong University
全球轻型汽车的铝含量( 在整车质量中的比例)
▪ 近20 年来，世界汽车工业铝铸件的应用在不断增加，据统计，全世
界铝铸件的总产量每年大约按3%以上的速度增长，而在铝铸件的总 产量中，有60% ～ 70%的铝铸件应用于汽车制造。在汽车工业发达 国家,汽车用铝铸件占到各类铝铸件产量的大半. 例如日本,铝铸件的76 %. 压铸件的77 %为汽车铸件.
结构件和覆盖件均采用铝板冲压零件，比同级车减轻100公斤以上 Jaguar XJ BiW Aluminum Content :88 % BiW weight (incl. closures) : 324 Kg
National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming Shanghai Jiao Tong University
铝合金铸件在汽车上的应用
National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming Shanghai Jiao Tong University
目录
一.概述
二.铝合金在汽车上的广泛应用
三.铝生产工艺
National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming Shanghai Jiao Tong University
国外汽车自重的演变
一.概述
National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming Shanghai Jiao Tong University
National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming Shanghai Jiao Tong University
为什: 关键零件减重达40%
可循环性：近90% 的汽车用铝可进行 循环利用
德国KS Stag2009 年用低压压铸工艺生产的高技术乘人汽车 德国基兹根弗兰肯古斯公司( Franken
变速器壳，将批量装备2013 型的两款汽车
Guss Kitzingen) 用Poral-Guss 工艺铸造的
高应力零件，具有很好的力学性能
National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming Shanghai Jiao Tong University