汽车轮毂用改性镁合金锻造工艺
来源:世界先进制造技术论坛 | 作者:chinacaw | 发布时间: 2020-05-05 | 6328 次浏览 | 分享到:

以应用于汽车轮毂的改性镁合金AZ80-0. 5V-0. 1Ti为例,通过模拟计算和试验的方法,研究了成形温度、模具工作速度、下模窗口处圆角半径等工艺参数对镁合金轮毂锻造的影响,并对其结果进行对比分析,获得了优良的镁合金轮毂锻造工艺参数。通过试验验证了仿真计算的有效性,其结果表明: 坯料温度<370℃时,锻造镁合金轮辋处产生开裂,坯料温度>390℃时,窗口部位出现裂纹; 模具工作速度为5~7mm·s-1时,镁合金轮毂锻造成形质量较好; 下模窗口处圆角半径为20mm时,镁合金轮毂质量较好。其方法和思路可为汽车轮毂及相似产品的工艺参数设计和优化提供一定的参考和借鉴。

关键词:镁合金;锻造工艺;轮毂模具;坯料温度;汽车轮毂

金是金属结构材料中较轻的金属,被誉为21世纪的绿色工程结构材料,其质量轻、比强度高、弹性模量低、加工性能优、可回收以及具有优异的减震性能等特点,目前已被应用在汽车零部件上[1 - 3]。汽车轮毂作为汽车上最重要的部件之一,要求其质量轻,同时其受载复杂,包括行驶过程中的垂直压力,车辆在起动、制动时动态扭矩的作用以及车辆在行驶过程中转弯等动态载荷[4 - 6]。为此,将镁合金材料引入汽车轮毂是一可行趋势。本文以改型镁合金材料AZ80-0. 5V-0. 1Ti作为研究对象,对其锻造加工工艺参数进行了仿真和试验研究,为镁合金应用于轮毂的工艺设计提供了参考。

镁合金汽车轮毂结构及生产特点

 轮毂结构

汽车轮毂由轮辐、轮缘、轮辋等构成,作为重要的车辆零部件,其结构设计应满足功能性、工艺性、安全性、经济性等要求,并具有一定的刚度、强度及较长的疲劳寿命等[7-8]。

镁合金轮毂锻造的特点

镁合金轮毂主要有锻造和铸造两种生产方式,且两种方式各有优缺点。本文以某型汽车轮毂作为研究对象,其轮毂的三维模型如图2所示,轮毂包含10个窗口,以及轮辐、轮辋等主要部分,窗口处有一个沟槽与冒口相连。从外观上看,轮毂结构复杂,本文采用锻造、配合铣削加工进行生产工艺研究。

图2 轮毂三维俯视图

镁合金轮毂的优势明显,但是其缺点也比较明显,主要包括以下几条:(1) 熔炼过程中镁合金烧损严重,同时易产生金属夹杂和非金属夹杂;(2)镁合金极易氧化,表面防护困难;(3) 深加工性较差;(4) 熔炼过程的环境污染[9 - 10]。针对以上锻造缺点,本文选择优良的镁合金材料,进行相应的工艺研究。