轿车底盘铝合金后副车架的压铸工艺及模具设计

为配合广汽集团国产自主品牌轿车"传祺"的开发,针对该车型的底盘后副车架压铸零件,设计并采用FLOW-3D数值模拟软件优化出了其压铸工艺方案,据此制作了高真空压铸模具。试模及产品品质检测表明,基于MFT(Minimum Filling Time)的铝合金后副车架的浇注系统设计合理,金属液充型有序、流畅。模具分型面、顶杆以及冲头处的密封结构设计能保证压铸过程中良好的密封性能,模具型腔的真空度可在1s内达到91kPa以上。模具冷却采用分区域温度测量及冷却水流量独立调节的方法提高了模具温度控制的精度,降低了铸件缺陷发生的几率。该模具现已批量生产广汽"传祺"的铝合金后副车架零件。     

高真空压铸铝合金轿车底盘部件的压射工艺试验及优化

采用自主研发的高真空压铸控制系统,以某铝合金轿车底盘部件为对象,研究了高真空压铸工艺参数如真空度、抽真空时间、压射速度及高速切换点等对铸件内部质量及力学性能的影响.试验结果表明:该铝合金轿车底盘关键部件的最佳高真空压铸工艺参数:抽真空启动位置110 mm,抽真空停止位置700 mm;冲头慢压射速度0.19 m/s,快压射速度5.8 m/s;慢/快速转换点即高速切换点240 mm;型腔真空度91 kPa以上.高真空压铸的底盘部件本体试样抗拉强度达到281.56 MPa,屈服强度达到155.44 MPa、伸长率达到7.34%,完全满足该铸件的技术要求.经过严格的产品检测,该铝合金轿车底盘部件已成功用于某国产自主品牌轿车.     

汽车铝合金副车架挤压铸造工艺设计和产品开发

面向汽车制造轻量化的需求,研究和开发了汽车铝合金副车架挤压铸造工艺,并采用数值模拟的方法对工艺进行了优化。使用SCV-2500型立式挤压铸造机开展副车架产品的试制,结果表明,优化工艺能显著减少铸件的缩孔缩松缺陷。从铸件本体取样以观察其微观组织,结果表明,在挤压铸造工艺条件下,铸件组织均匀。经过T6热处理强化后材料的抗拉强度可达到280 MPa,屈服强度可达到225 MPa,伸长率可达到8.1%,硬度为HB95。     

工艺参数对一体压铸后底板铸件力学性能的影响

采用免热处理铝合金材料生产一体压铸汽车后底板铸件,通过对快压射速度、铝液温度、冲头起高速位置的工艺优化,获得在7 200 T压铸机上生产的最佳工艺。当工艺参数快压射速度6.0 m/s、铝液温度695℃、冲头起高速位置925 mm时,后底板铸件本体抗拉强度≥260 MPa、屈服强度≥115 MPa、伸长率≥10%,力学性能满足设计要求。     

ZL205A副车架结构设计与成形工艺仿真优化

对ZL205A铝合金副车架结构与工艺设计进行分析,借助FDM与FEM模拟完成了凝固过程充型场、温度场与应力应变场的仿真计算分析。通过工艺预留孔位置、尺寸结构优化与T5热处理工艺参数优化,确定了副车架铸件的自由充型工艺方案。结果表明,副车架铸件实现了平稳充型与自内向外的顺序凝固,凝固热应力峰值为47.17 MPa,经T5热处理后本体试样的平均抗拉强度、屈服强度与伸长率分别为510 MPa、402 MPa与6.8%,满足了技术指标要求。     

镁合金副车架压铸过程计算机仿真与工艺优化

基于AnyCasting软件,采用正交试验研究了压铸过程中冲头速率、模具温度、浇注温度对镁合金副车架铸件气孔含量、氧化倾向、冷隔和缩松等缺陷的影响,并得到了优化的压铸工艺参数:冲头速率为7m/s、模具温度为250℃、浇注温度为700℃。在该工艺参数条件下,获得了表面和内部品质良好的镁合金副车架压铸件,同时验证了通过模拟仿真优化压铸工艺参数方法的有效性。     

轿车铝合金副车架铸件铸造工艺改进

铝合金副车架外形尺寸较大,结构复杂,壁厚不均匀,铸造难度较大。分析了铝合金副车架在砂型铸造时产生铸造缺陷的原因,并对铸造工艺进行了优化改进。试验结果表明,通过优化浇注系统及增加精炼除气时间等工艺改进,可以消除缩松及气孔等铸造缺陷,生产出合格铸件。     

重力铸造铝合金副车架的数值模拟和试验验证

针对铝合金副车架的外形特点,结合实际铸造工艺,利用Adstefan软件模拟了副车架铸铝件的铸造过程。同时对铸造工艺参数进行优化设计,并将模拟结果应用到试验中。在模拟过程中,由于副车架形状不规则且壁厚不均匀,易形成缩孔等缺陷。经过铸造工艺的优化,得到了最佳的浇注温度为700℃、浇注速度为15 cm/s、模具温度为350℃。通过对试制铸件的金相观察,验证了优化后的副车架内部缺陷大大改善,满足了生产要求,从而探索出一条开发试制副车架的有效途径。     

低压铸造铝合金后副车架的组织与性能

采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机进行低压铸造一体式ZL101A铝合金后副车架的微观组织及力学性能研究。结果表明,铸件表面无铸造缺陷,内部组织致密,共晶Si呈灰色椭圆状分布在α-Al基体上,少量亮白色铁基化合物成骨架状分布在晶界处。ZL101A-T6铝合金后副车架铸件的抗拉强度为304MPa,屈服强度为245MPa,伸长率为8.2%,硬度(HB)为99。经耐久性台架试验和整车道路耐久性试验验证,低压一体式铸造汽车后副车架的性能满足使用要求。     

ZL201铝合金副车架铸件的工艺仿真及数值模拟

为了探讨铸造过程中ZL201铝合金副车架铸件微观组织的演变历程，基于有限元理论，对ZL201副车架铸件的铸造工艺和微观结构的变化过程进行了分析，采用XRD和OM表征了ZL201铝合金的相组成和金相组织。采用有限元法模拟了ZL201副车架的铸造工艺以及热力学方法计算了ZL201的相组成。结果表明，在C45浇铸模具温度为250 ℃，压力为0.4 MPa，铸造温度为750 ℃的条件下，ZL201副车架铸件填充率为98%，浇铸时间为10 s；经过热处理后，θ相（Al₂Cu）溶解在铝基体中形成固溶体强化相，晶粒尺寸增大。     

真空压铸工艺参数对AM50镁合金力学性能的影响规律

采用阶梯试验模具及AM50合金,进行了系统的真空压铸试验,实测了不同厚度的阶梯试样在不同工艺条件下的密度及力学性能,研究了高真空压铸工艺参数对AM50镁合金力学性能的影响规律.结果表明,随着型腔真空压力的降低,铸件密度、抗拉强度和伸长率均随之提高;铸造压力对力学性能的影响在真空压铸和常规压铸中遵循基本相同的规律,即增大铸造压力可以使铸件的致密程度、抗拉强度、屈服强度和伸长率得到提高;随着高速速度的增大,薄壁铸件的抗拉强度、屈服强度和伸长率均表现出明显的增加,这一点与常规压铸的规律相反.结合高真空和高速工艺,可以使薄壁铸件的抗拉强度和伸长率得到较为明显的提升.     

真空压铸用真空阀及真空控制装置的开发

开发了具有自主知识产权的真空压铸的关键技术——真空阀及其控制系统。真空阀的工作原理是利用金属液的冲击力,通过杠杆驱动关闭排气通道。真空系统采用PLC和触摸屏控制,确保真空阀处于正常可靠的工作状态。真空压铸技术已在汽车底盘悬架、变速箱体、3G通讯腔体等关键零部件上获得了应用,效果良好。     

底盘油管成形工艺及模具设计

通过分析某轿车底盘油管的试制成形工艺,改进了原加工工艺方案及加工方法,设计制造了具有快换式凸模结构的扩口模,从而减少了模具数量,降低了加工费用。多年的生产实践证明:该模具结构合理、可靠、工作稳定,能保证制件质量,对相同类型零件的模具设计具有参考作用。     

基于ANSYS的导盲机器人底盘有限元分析

机器人底盘作为导盲机器人的基础部件,需要保证其稳定性和可靠性。利用SolidWorks建立底盘结构三维模型,然后导入ANSYS Workbench中对底盘模型进行静力学分析、模态分析和谐响应分析。静力分析结果表明底盘受到的最大应力为37.813 MPa,计算得到安全系数为5.4,底盘结构的强度满足要求;模态分析得出底盘结构的各阶固有频率和振型,根据底盘结构的固有频率选择符合要求的电机,避免底盘在驱动电机的激振作用下发生共振;谐响应分析得到减震支架发生共振的频率、共振幅值,为机器人底盘结构的进一步优化设计提供理论依据。     

真空压铸铝合金减震塔在铝车身上的应用

针对全铝弧焊平台车型用真空高压铝合金减震塔,对其工艺改善过程进行了分析,并对力学性能进行了评价。结果表明,提高铝液密度,适当降低Mg含量,优化热处理工艺参数等措施能提升减震塔的力学性能,改进后减震塔T7态屈服强度为128.92 MPa,抗拉强度为216.18MPa,抗拉强度相比改进前提高了12.14%,伸长率达到11.5%,相比改进前提高了56.89%,密度为2.682 1g/cm3,满足设计使用要求。另外,采用ER4043焊丝和ER5356焊丝对减震塔焊接性能进行了评价,发现采用ER5356焊丝焊接接头强度高于160MPa,接头效率达到76%,优于ER4043焊丝,满足设计使用要求。     

镁合金真空低压消失模铸造的技术特征与实践

介绍了镁合金在真空低压消失模铸造下的技术特征。研究表明：真空低压消失模铸造的流动性受充型气体的流量与压力、浇注温度、涂层厚度、泡沫密度、真空度等多方面的因素影响；在低充型速度和低真空度的条件下，液态镁合金在真空低压消失模铸造过程中的充型形貌均呈现以内浇道为中心的拱形层状推进流动，如充型速度加快金属液流动前沿拱形形貌更加突出。而真空度增加会出现明显的“附壁效应”；与重力消失模铸造比较，真空低压消失模铸造镁合金铸件凝固更呈现“同时凝固”特征；由于快速充型、压力下凝固，镁合金真空低压消失模铸造零件的铸态抗拉强度（σh=180．8MPa）、屈服强度（σ0.2=113．2MPa）、伸长率（δ=4．4％），高于重力消失模铸造、树脂砂空型铸造的铸态性能，达到了金属型铸造的铸态性能，经热处理达到了压铸镁合金的性能范围。浇注实践表明，真空低压消失模铸造对液态镁合金，具有良好的抗氧化保护能力、优良的浇注充型性能和力学性能，可铸造出高精度的、薄壁复杂的镁合金消失模铸件，是一种极有潜力和优势的镁（铝）合金精密铸造技术。     

异形截面管充液成形工艺及过程优化

异形截面管件广泛应用于汽车底盘结构件领域,它不仅可以充分利用材料的强度和刚度,而且是实现结构轻量化的重要措施之一。对汽车底盘变截面管件进行研究,利用有限元软件Dynaform建立了QSTE340低碳钢管材充液成形的有限元模型。研究了充液成形过程中管材预制坯形状、初始屈服压力、整形压力及推头轴向进给量对成形结果的影响,并通过试验验证了仿真分析的准确性。研究结果表明:在异形截面管零件成形过程中,管材预制坯各截面周长与最终零件各截面周长相近时,可以提高成形质量;当初始屈服压力为70 MPa、整形压力为200 MPa、轴向补料量为25 mm时,可以成形出合格零件。     

响应面分析法优化锆英粉陶瓷型真空干燥工艺

采用胶态浇注成型技术和真空干燥方法制备表面无裂纹的锆英粉陶瓷铸型.通过统计试验设计的方法对陶瓷型真空干燥进行优化.采用单因素试验,对影响真空干燥工艺的真空度、真空干燥温度、真空干燥时间3因素进行考察.利用Box-Behnken设计对此3个主要因素的最佳水平进行进一步研究.结果表明,在真空度、真空干燥温度和真空干燥时间分别为0.06 MPa、81 ℃和5 h时,陶瓷型铸型的干燥收缩率和强度分别为0.686%和6.39 MPa.     

汽车轻量化先进铸造技术

全面评述了用于汽车轻量化的铸造铝和镁合金及铸造工艺的发展.已开发的汽车用新型合金有耐磨铝合金、抗蠕变镁合金及高强度/韧性镁合金.在工艺前沿方面,开发了真空辅助压铸和高真空压铸技术,用于生产高整体性的车体和底盘零件.用低压金属型铸造工艺生产结构用薄壁空心铸件.包覆铸造技术不断得到发展,使用混合材料设计汽车的子系统,例如发动机支架、仪表板梁成为可能.开发的模拟工具用来预测,不同组分之间的界面相互反应和包覆铸造系统的结构完整性,并且已被铸造实验证实.