铝合金轮毂失效分析

某汽车铝合金轮毂在使用一年后发现裂纹,通过断口宏观和微观分析、金相组织分析、化学成分和力学性能检测等。结果表明:轮毂材料因变质不良,组织中残留较多的条块共晶硅和细长针状β相;这种组织缺陷易割裂金属连续性,引起应力集中,降低材料力学性能,特别是塑性显著降低,导致轮毂在安装和使用过程中不能承受内外应力的共同作用而开裂。     

铝合金轮毂锻造组织缺陷有限元分析与工艺优化

为了消除6061铝合金轮毂锻造成形中极易出现的组织缺陷,基于有限元模拟技术,采用Deform-3D软件对高钛6061铝合金轮毂锻造成形过程进行了数值模拟,研究了轮毂热锻过程中变形温度、变形速率以及变形量对组织缺陷产生的影响。结合数值模拟结果和现有的成形工艺,获得了用来控制组织缺陷产生的优化的工艺参数组合,即高温预锻、低温终锻、降低预锻变形量、增大终锻变形量和增大变形速率。根据最佳的工艺参数组合,进行了生产试验。结果表明,优化后的成形工艺能够有效控制铝合金轮毂锻造组织缺陷的产生。     

低压铸造A356铝合金轮毂的微观组织和力学性能

对低压铸造A356铝合金轮毂的微观组织和力学性能进行了分析,结果表明,组织中α-A1基体呈树枝状,共晶Si呈细小颗粒状分布于晶界处;轮毂不同部位的晶粒大小有较大差异,组织中分布着针状和鱼骨状的铁基化合物、氧化膜及缩孔和气孔等铸造缺陷,轮毂的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别达到了303 MPa、 225 MPa、 14.3%,比砂型铸造、熔模铸造铸件的综合力学性能优异.     

铸造铝合金轮毂应力集中部位裂纹的解决方案

通过对铝合金轮毂铸件的结构分析,发现由于结构的不均匀,在铸件冷却或热处理淬火过程中某部位存在应力集中,容易产生裂纹.通过对铝合金轮毂铸件结构改进、化学成分的调整、轮毂冷却方式调整可有效降低应力集中部位的裂纹倾向.     

镁合金汽车轮毂服役状态分析与结构再设计

以长安汽车1.6MT轮毂为例,对轮毂产品的服役工况和失效形式进行了分析,并对原结构镁合金轮毂进行了有限元分析和结构优化再设计.结果表明,镁合金轮毂服役应力峰值从36.4 MPa降低到28.4 MPa,低于极限疲劳强度,疲劳强度设计安全系数提高了28％.与铝合金轮毂相比,质量减轻了2.3 kg,降低了32％.     

铝轮毂针孔、缩松缺陷的分析及控制

分析了铝轮毂在低压铸造过程中产生针孔、缩松缺陷的原因,改进了轮毂模具的排气工艺,进一步完善了低压铸造工艺.生产验证结果表明,在铸造工艺和模具结构最少改动的情况下,减少了铝轮毂轮辋部位的针孔、缩松,铸件毛坯质量大大提高,产品废品率降低8％左右,提高了班产效率和产品质量.     

原材料对铝合金轮毂组织和性能的影响

利用力学性能测试、Axiover-200MAT型金相显微镜等手段,对比分析了云南铝锭、镁铝833铝锭、607铝锭3种不同铝锭原材料生产后的轮毂不同位置的力学性能和金相组织。结果表明,经过相同的处理工艺处理后,云南铝锭生产的轮毂的金相组织中晶粒尺寸较小、分布均匀、排列规则、共晶硅颗粒形状圆润,生产的铝合金轮毂的塑性更好。     

基于Pro/E的液锻模具二次开发设计研究

在对汽车轮毂液态模锻工艺特点分析的基础上,运用Pro/E软件完成了轮毂、轮毂模具和模具零件的三维参数设计模型。在VC++6.0集成环境下,使用Pro/Toolkit开发工具,开发了一套轮毂液锻模参数化CAD系统,可快捷地设计出不同规格的轮毂液锻模零件。该研究能缩短轮毂模具的设计和制造周期。     

低压铸造铝合金轮毂模具保温涂料附着力的改进

针对铝合金轮毂低压铸造过程中由于模具涂料组成不合理、结构单一、容易脱落掉块或冲刷变薄甚至造成模具裸露,在全面分析现有涂料成分基础上,给出了改进措施。通过调整涂料组成并向其中引入晶须组分,结合适当的喷涂工艺,使铝合金轮毂低压铸造用保温涂料的使用效果得到明显改善,提高了轮毂成品率,降低了生产成本,有效提高了生产效率。     

汽车轮毂轴承的断裂失效分析

通过外观检查、成分测试、硬度测试、金相组织和扫描电镜观察等方法,对某品牌汽车3个轮毂轴承失效件进行分析,找出了造成轮毂轴承最终断裂失效的原因。结果表明,3种轮毂轴承的内圈和外圈的组织都符合JB/T 1255-2001标准的要求;1#轮轴轴承失效的原因是由于化学成分不合格和轴承内圈滚道的表面硬度较低;2#轮毂轴承的化学成分、硬度和组织都满足要求,失效原因在于密封性较差,而使得外圈滚道中外界硬度相对较高的颗粒落入滚道,造成磨损加剧;3#轮毂轴承外圈碳含量较低,使得外圈滚道表面硬度偏低,且由于润滑条件不好引起了粘着磨损,加剧了轴承的磨损,并最终造成失效。     

铝铜合金汽车轮毂的液态模锻成形与组织性能研究

对液态模锻成形2A05铝合金轮毂不同部位的显微组织、硬度、拉伸性能进行了对比分析,并研究了浇注温度对铝合金轮毂底部边缘处组织和力学性能的影响。结果表明,铝合金轮毂上不同位置的显微硬度存在差异,轮毂底部边缘显微硬度最大,直壁与底部过渡处的显微硬度最小;底部斜角部分和底部边缘处的抗拉强度和伸长率均高于直壁处,且底部边缘处的强塑性最好,而轮毂直壁的强塑性最差;随着浇注温度的升高,轮毂铝合金的抗拉强度和伸长率呈先升高而后减小的趋势,在725℃浇铸时合金组织细小均匀,抗拉强度和伸长率取得最大值,分别为220 MPa和15.4%。     

TiAl合金增压器涡轮的耐久性试验研究

针对某增压器台架耐久性考核240 h的直径100 mm的Ti Al合金涡轮,通过对比分析考核前后涡轮轮毂芯部的微观组织和力学性能,并结合未考核涡轮轮毂取样的高温持久试验结果,评价了Ti Al合金增压器涡轮轮毂的耐久性。结果表明,在考核试验后,涡轮轮毂芯部的微观组织、洛氏硬度和室温抗拉强度仍保持考核前的水平;同时,参照该型涡轮服役条件下的高温持久加载后,试样的层片组织仍保持完整,仅只在层片团界析出了体积分数0.5%的等轴γ晶粒。可见,该Ti Al涡轮轮毂具有良好的耐久性,能够满足应用要求。     

轮箍刀具金相组织结构剖析研究

本文通过对国内大型企业的工业生产过程中实际使用效果最好的进口火车轮毂加工涂层硬质合金刀片进行了分析。采用日本奥林巴斯GX71金相显微镜和川大智胜公司专用分析软件,观察剖析刀片合金基体与表面薄膜的特点和显微组织结构及形貌特征。     

有限元分析在加工轮毂液压夹具柔性化设计中的应用

轮毂是汽车工业中种类繁多、形状复杂、安全性能要求高、市场需求量大的一类关键零部件.随着市场需求的不断扩大,轮毂产品要在保证精度和产品使用性能的前提下,不断提高其生产效率,所以柔性化的、装夹快捷的工装夹具的使用是及其必要的.针对轮毂的特点,论文利用有限元分析方法,研究了轮毂夹具的特点及其材料的选用,分析了夹具关键零部件的力学性能,模拟计算出零件的屈服强度及最大应力.优化的设计方法和全面的分析计算,保证了轮毂液压夹具的实用性及优越性.     

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 分析了滚筒在筒皮和轮毂焊缝处断裂的原因,通过化学成分分析、硬度测试、显微组织观察、断口宏观观察和扫描电镜分析研究了断裂原因。结果表明：轮毂的化学成分符合国家标准,基体组织正常;筒皮中磷成分超过国家标准,基体的带状组织严重,达到了3级,在焊接热影响区形成魏氏组织,使焊缝的韧性急剧下降,焊接接头变脆,导致滚筒在焊缝处开裂。     

挤压7A04铝合金轮辋断裂失效分析

利用Instron万能试验机研究了失效7A04铝合金轮辋轮辐径向、轮辐切向及轮毂轴向的拉伸性能,采用金相显微镜和扫描电子显微镜分析了轮辐、轮毂及卡槽失效部位的显微组织和断口形貌。结果表明,7A04铝合金轮辋轮辐径向、轮辐切向及轮毂轴向的显微组织及力学性能均符合要求;7A04铝合金轮辋失效的主要原因是在加工的过程中卡槽位置圆角过小,在服役过程中卡槽处产生应力集中,进而引发了多源性疲劳断裂以及韧脆混合型断裂,最终导致轮辋失效。     

低压铸造铝合金轮毂宏观偏析机理研究

以低压铸造A356铝合金轮毂毛坯为研究对象,利用X射线荧光光谱对轮毂不同区域Si含量进行分析,借助扫描电镜和金相显微镜研究宏观偏析产生的机理。结果显示,轮毂中Si含量自上而下逐渐降低;试样表层Si含量明显高于次表层部位,且在热节处含量最高。分析表明,该宏观偏析受重力、压力和温度3方面因素共同影响。     

高钛6061铝合金轮毂精锻成形的微观组织模拟

为了研究铝合金轮毂在锻造过程中的组织变化,利用Gleeble-3500热模拟试验机对高钛6061铝合金在变形温度350~510℃,应变速率0.001~10 s~(-1)的条件下进行了热压缩模拟实验。通过对实验数据的回归分析,建立了高钛6061铝合金微观组织演变模型,结合热模拟试样金相数据对该模型进行了验证。利用二次开发的DEFORM有限元软件对某型号的锻铝轮毂成形过程的组织演变进行了模拟,并将模拟结果与实验结果进行了对比研究。研究结果表明:利用所建立的高钛6061铝合金微观组织演变模型的模拟结果与实验结果吻合较好,微观组织演变模型正确可靠。锻铝轮毂成形后轮辐侧表面的晶粒尺寸最小,心部次之,上表面晶粒最大,轮毂热锻时适当提高变形温度或降低变形速率都有利于提高轮毂轮辐各部位的再结晶体积百分数,同时,晶粒也能得到不同程度的细化。     

含钪铝合金轮毂的发展

介绍了铝合金轮毂发展的现状和前景。分析了稀土钪细化铝合金组织的机制。铝合金中添加微量钪能显著提高其性能,因此铝钪合金轮毂的应用和发展前景广阔,可以充分发挥我国的钪资源优势。     

ZL101A铸造铝轮毂断裂失效分析

摩托车铝轮毂在使用过程中发生断裂。采用断口分析方法对其断裂原因进行了分析。结果表明，ZL101A铸造铝合金零部件并未严格按照设计要求的热处理工艺进行加工，孔洞和成分偏析等缺陷以及大量的针状Si相和B(Al9Fe2Si2)相的存在，降低了材料的力学性能，是造成断裂的主要原因，摩托车铝轮毂断裂为一典型的脆性解理断裂。