本文關鍵詞：壓力鑄造工藝及模具技術的現(xiàn)代設計理論方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

計算機控制技術在壓鑄生產(chǎn)中得到較好應用，工業(yè)發(fā)達國家所生產(chǎn)的壓鑄機大都實現(xiàn)了CNC化，能檢測壓力室溫度、推桿位移和速度，并實現(xiàn)鑄造過程的伺服控制。我國相對比較落后，檢測儀器、控制系統(tǒng)及模具制造等方面有許多關鍵技術還是空白。國內(nèi)壓力鑄造模具的質(zhì)量及設計工藝也存在很多不足，主要表現(xiàn)在以下方面：

①壓鑄模使用壽命短，以大、中型鋁合金壓鑄模為例，國產(chǎn)模具的使用壽命一般在3~8萬件之間，平均6萬件，而國外生產(chǎn)的同類模具的使用壽命可以達到10~15萬件；

②模具可靠性較差；

③我國在壓鑄模的設計和制造方面，目前仍主要依靠設計人員的經(jīng)驗，CAE技術尚未有效應用。

5鋁合金在在汽車應用上的優(yōu)勢

鋁合金作為汽車零件特別是用于制造汽車發(fā)動機產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)材料有兩個突出的優(yōu)點：一是質(zhì)量輕，較大幅度的減輕了汽車自身重量；二是它的導熱性比鑄鐵好。根據(jù)發(fā)動機工作原理，使用鋁制氣缸蓋和氣缸體可以改善發(fā)動機的工作狀態(tài)，提高其熱效率，這就意味著能夠改善和提高發(fā)動機的功率。用于發(fā)動機的鋁合金壓鑄件，不僅要求鋁合金具有良好的高溫性能、耐磨性、熱膨脹系數(shù)小，同時在鑄造成型時合金的流動性要好。眾所周知，內(nèi)燃機氣缸蓋是一種內(nèi)腔結(jié)構(gòu)復雜、形狀多變，并且壁厚不均勻的鑄件，而乘用車用某些高性能發(fā)動機氣缸蓋水套壁厚只有3.2 - 3.5mm，在進氣管道最薄處僅2.5～3mm。所以，保證產(chǎn)品鑄造成型狀態(tài)的完整性是對壓鑄鋁合金的嚴重考驗。由于缸體和缸蓋的冷卻通道與水接觸，缸蓋燃燒室表面受到高溫燃氣侵蝕，故又要求鋁合金具有一定的耐磨腐蝕性。由于缸體和氣缸蓋鑄件工作環(huán)境差，故又要求合金有較好的熱疲勞強度，以承受抗熱沖擊所產(chǎn)生的疲勞破壞情況。 能源短缺及環(huán)境污染問題已成為制約我國汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的突出問題，無論是從社會效益還是經(jīng)濟效益來考慮，低油耗、低排放的汽車都是節(jié)約型社會發(fā)展的需要。汽車輕量化技術是汽車節(jié)油的重要手段，試驗表明：汽車質(zhì)量每下降10%，油耗約下降3%一5％。 附著科學技術的飛速發(fā)展，現(xiàn)代汽車制造材料的構(gòu)成發(fā)生了較大的變化，高密度材料的

比例下降，低密度材料有較大幅度的增加。從90年代開始，汽車材料向輕量化、環(huán)保型方向發(fā)展的趨勢日益明顯，其中鋁、鎂合金是應用日漸廣泛的材料之一。鋁合金是一種較輕的金屬材料，在20世紀初才開始工業(yè)應用。第二次世界大戰(zhàn)期間，鋁材主要用于制造軍用飛機。戰(zhàn)后，鋁工業(yè)界著手開發(fā)民用鋁合金產(chǎn)品，使其應用范圍由航空工業(yè)擴展到建筑業(yè)、容器包裝業(yè)、交通運輸業(yè)、電力和電子工業(yè)、機械制造業(yè)和石油化工等國民經(jīng)濟各部口，應用至叢們的日常生活當中。

專家認為，在未來幾年，車用鋁合金的需求將逐步增加，汽車輕量化的迫切需要使有色金屬在汽車上的應用得以快速發(fā)展。我國2003年鑄件總產(chǎn)量為1 987萬t，其中鋁鎂合金為117萬t，占總產(chǎn)量的5.8%。豐田汽車希望在近兩年將鋁制氣缸體由現(xiàn)在的35%提高到50%。本田汽車公司早在1994年，將汽油發(fā)動機氣缸體全部換成鋁制氣缸體。鋁合金氣缸體、氣缸蓋等有色金屬則多采用壓鑄（包括真空壓鑄）、低壓壓鑄、高壓壓鑄、金屬型重力鑄造以及很有發(fā)展前途的半固態(tài)壓鑄成形技術。東風本田發(fā)動機公司、東風日產(chǎn)發(fā)動機分公司鋁壓鑄車間采用2500t壓鑄機生產(chǎn)鋁氣缸體，并實現(xiàn)了國產(chǎn)化。鋁氣缸蓋成形工藝主要有兩種，一是以歐美為代表的重力鑄造成形工藝，上海皮爾博格、南京泰克西等公司選用意大利法塔公司重力鑄造機生產(chǎn)鋁氣缸蓋；二是以日韓為代表的低壓鑄造成形工藝，東風日產(chǎn)發(fā)動機分公司鋁壓鑄車間、廣東肇慶鑄造公司、天津豐田鑄造公司都選用日本新東等公司的低壓鑄造機生產(chǎn)鋁氣缸蓋。

6鋁合金鋁合金在汽車工業(yè)中的發(fā)展前景

近年來,轎車用鋁合金材料已具有多種規(guī)格,有些新型的鋁合金材料具有良好的沖壓性、可焊性和抗蝕性,具有一定的強度和剛度,適用于制造剛度大的承載構(gòu)件,例如車身部分。近年日本汽車制造業(yè)開發(fā)的一種新型鋁合金板材,內(nèi)含1 %的鎂和硅,可以越烘越硬,其性能參數(shù)已與鋼板相似。日本本田公司生產(chǎn)的頂級跑車NSX 車身和部分底盤零件全部用鋁合金制作,車體重量比用鋼材制造時減輕了140kg ,正輛轎車輕了200kg , 燃料消耗率降低了13 %。目前全鋁車身還僅限于高檔轎車和跑車,隨著時間的推移,制造成本的不斷下降,將會有更多型號的轎

車車身和零部件應用鋁合金材料。

鋁合金具有比強度高、耐腐蝕性能優(yōu)良、適合多種成形方法、較易再生利用等優(yōu)點,是汽車工業(yè)應用較多的金屬材料。特別是能源、環(huán)境、安全等方面的原因使對汽車輕量化的要求越來越迫切。使用輕量化材料是實現(xiàn)汽車輕量化的重要途徑,而鋁是應用得比較成熟的輕量化材料。近20 年來,鋁在汽車上的用量和在車用發(fā)動機材料構(gòu)成比中所占份額都有明顯的增加。由鋁合金制造的零件已經(jīng)遍及汽車發(fā)動機的各個部分。汽車所用的材料,由于節(jié)省能源、節(jié)省資源、輕量化的需要而有所變化,新材料相繼被推出、應用。隨著汽車技術的進步與發(fā)展,煉制及加工工藝更加先進,鋁合金零部件的普及應用不會太遠。據(jù)預測,未來汽車的主要材料將由鋼材轉(zhuǎn)為鋁材,轎車的平均重量將會減輕35 %。在比較成熟的金屬材料中,鋁合金輕金屬材料也出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢,在汽車上有著十分廣闊的開發(fā)應用前景。

從高速、舒適、美觀、耐用、輕量化、節(jié)能、保護環(huán)境、降低綜合成本等綜合性能方面來看,鋁合金無疑是汽車工業(yè)現(xiàn)代化和輕量化的首選材料,世界許多國家都在致力于汽車用鋁合金的研究。未來汽車是一種以電池代替發(fā)動機的無污染交通工具,輕量化成為最關鍵的問題,全鋁化框架式整體車身的汽車將成為未來汽車的發(fā)展方向。汽車工業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一,今后幾十年都將得到持續(xù)高速發(fā)展,研制高性能汽車用鋁合金對提高我國汽車工業(yè)的國際競爭力具有舉足輕重的作用,同時也將產(chǎn)生重大的經(jīng)濟和社會效益。

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