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镁合金汽车轮毂结构1.1镁合金工艺特性针对汽车镁合金轮毂铸造工艺过程

镁合金汽车轮毂结构1.1镁合金工艺特性针对汽车镁合金轮毂铸造工艺过程

时间:2021-10-09 来源:网络整理 作者:汽车改装网
导读:目前生产铝合金轮毂广泛使用的铸造工艺有重力铸造、低压铸造,但其对于镁合金并不适用,针对此,本文研究镁合金汽车轮毂铸造工艺设计,以达到将镁合金应用于汽车轮毂生产中,实现汽车进一步轻量化的目的。根据汽车轮毂造型设计的基本原则,结合镁合金铸造工艺特性,设计的镁合金轮毂如图1。2镁合金汽车轮毂铸造工艺设计2.

作为汽车的重要组成部分,汽车车轮的轻量化有利于汽车的节能减排。在现有的商用金属结构中,镁合金比铝合金和钢的密度最小,比强度更高。是现阶段理想的轻质金属材料。目前,广泛用于生产铝合金轮毂的铸造工艺包括重力铸造和低压铸造,但不适用于镁合金。为此,本文研究镁合金汽车轮毂的铸造工艺设计,以实现镁合金在汽车轮毂生产中的应用。,以达到进一步减轻汽车重量的目的。1 镁合金汽车轮毂结构1. 1 镁合金工艺特性 针对汽车镁合金轮毂的铸造工艺,本研究采用的AM60B镁合金材料为轻质材料,密度1. 74~1.85g/cm3,约2/3的铝,不到铸铁的1/4,在铸造过程中使用更大的注射力;其弹性模量为45GPa,约为铁的2/3,约为铸铁的1/4,在外力作用下易发生较大变形,可避免受力构件应力过大,受力更均匀;切削阻力约为铸铁的1/3,铝合金的1/2,加工时模具消耗低,生产效率高。1.2 轮毂的结构 作为车辆的重要组成部分,汽车轮毂的结构设计首先要满足功能性、可制造性、安全性、经济性等要求,还必须具有一定的刚性、强度、精度和寿命等[1]。根据汽车车轮设计的基本原理汽车轮毂铸造工艺,结合镁合金铸造工艺的特点,设计的镁合金车轮如图1所示。

根据《GB/T3487-2005汽车轮辋规范系列》,本次研究的汽车轮毂体积为4646.97cm3,轮辋为5深槽J形轮廓的轮辋,轮毂厚度5.5mm,轮芯截面圆直径如图1 镁合金轮模型。表面弧形,背面镂空,提高强度,降低质量,增加美观。1.3 真空高压铸造技术真空压铸是一种直接从模具中抽气或将模具置于真空箱中的方法。压铸模具型腔内的气体被迅速排除汽车轮毂铸造工艺,使熔体相对真空。先进的压铸技术,在相同条件下填充模具,其工作原理如图2所示。可以压铸更薄的铸件,降低型腔背压,对设备要求较低。本研究采用真空压铸可减少氧化,有利于形成复杂的薄壁铸件,能满足镁合金铸造工艺的特点。2 镁合金汽车车轮铸造工艺设计2.1 工艺数值分析2.1.1 合金充填工艺 铸件充填工艺与液体的流动、传热、传质过程密切相关金属,是一个伴随着热损失和凝固的非常温流动过程,可以用质量和动量方程守恒来描述,充填过程中熔融金属与模具之间的热交换可用热平衡方程来描述。对于有自由面的非定常流计算,关键是要确定自由面的位置和运动,同时需要处理自由面的边界问题。

合金充填过程的数值模拟分析基于有限元方法,采用MAC或VOF方法处理铸件型腔内的流体流动问题,计算并模拟充填流体前沿的自由面位置和形状。 [2]。2.1.2 合金凝固过程 合金凝固过程是一个复杂的物理化学过程,包括质量、动量、传热、结构相变等一系列过程。数值模拟一般不考虑质量和动量传递,假设填充时间相对于凝固时间较短,模拟温度场,即主要考虑传热过程。铸型系统的传热方式主要包括金属液与铸型之间的热传导、金属液与铸型与周围空气的对流换热、金属液与铸型的辐射散热。模子。(1)金属液与模具之间的热传导 液态金属填充完成后,金属液与模具之间的热传导随时间发生变化,文献4中变化的热传导控制方程为:Cp鄣T鄣t=鄣鄣x(鄣T鄣x)+鄣鄣y(鄣T鄣y)+鄣鄣z(鄣T鄣z)+Q(1) 其中Cp 是在恒压;t 是时间;T 是温度;是热导率;Q=L(鄣fs/鄣T),其中 L 是熔化势。(2)

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