目前,國內(nèi)鋁合金汽車輪轂的生產(chǎn)工藝以重力鑄造和低壓鑄造為主,兩者各有優(yōu)缺點(diǎn),重力鑄造成本低但鑄件質(zhì)量差,低壓鑄造鑄件質(zhì)量好但成本高�；诖�,本研究基于傳統(tǒng)重力鑄造的基礎(chǔ)上,提出一種液固增壓鑄造新工藝。此工藝在輪轂的關(guān)鍵位置引入了風(fēng)壓和機(jī)械壓力,一方面減小了冒口比例,提高了輪轂的材料利用率;另一方面,在鋁合金輪轂?zāi)踢^程中,外加的風(fēng)壓和機(jī)械壓力可以起到強(qiáng)制補(bǔ)縮的作用,從而提高鑄件質(zhì)量。為了探究工藝參數(shù)對成形件的組織性能的影響,確立最優(yōu)相關(guān)最優(yōu)工藝參數(shù),本文分別從A356鋁合金輪轂液固增壓鑄造的數(shù)值模擬、A356鋁合金輪轂液固增壓鑄造成形實驗以及液固增壓鑄造鋁合金輪轂熱處理方面展開相關(guān)研究工作。首先,本文通過ProCAST軟件模擬了液固增壓A356鋁合金輪轂的充型和凝固過程,初步分析了模擬過程中輪轂鑄件的溫度場、應(yīng)力場和缺陷,同時確定了工藝參數(shù)的范圍,為后續(xù)成形實驗提供了依據(jù)。其次,本文通過多組正交實驗,對比分析了不同工藝參數(shù)對于成形質(zhì)量的影響。結(jié)果表明,在力學(xué)性能方面,其提升效果顯著,以力學(xué)性能最優(yōu)的試件14(T_澆注=710℃,T_上模=340℃... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

011~2017年國內(nèi)乘用車售后市場鋁輪轂需求情況[3]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-2-圖1-22011-2017年國內(nèi)商用車售后市場鋁輪轂需求情況[3]目前，汽車鋁合金輪轂的制造工藝包括了傳統(tǒng)的鑄造法、鍛造法和旋壓法等[4-6]。其中，傳統(tǒng)鑄造法的重力鑄造和低壓鑄造在國內(nèi)的應(yīng)用最為廣泛，是目前國內(nèi)輪轂制造商的兩種主要生產(chǎn)工藝，這主要是因為兩種生產(chǎn)工藝較為成熟，且低壓鑄造生產(chǎn)的輪轂質(zhì)量相對較好，而重力鑄造的生產(chǎn)成本較低。本次研究課題來源于國內(nèi)外某知名汽車輪轂生產(chǎn)廠商。由于受到2019年經(jīng)濟(jì)影響，國內(nèi)上游原材料的市場價格上漲明顯，A356鋁合金價格由2018年每噸1萬3左右上漲到2019年的每噸1萬4左右。除上述原因外，由于企業(yè)主要面對國外鋁合金輪轂零售行業(yè)，因此關(guān)稅增加更使得利潤空間進(jìn)一步壓縮。為提高企業(yè)效益，本次課題專注于對傳統(tǒng)的重力鑄造進(jìn)行改進(jìn)，引入了風(fēng)壓和機(jī)械壓力，既保留了傳統(tǒng)重力鑄造經(jīng)濟(jì)成本低的優(yōu)點(diǎn)，而且在一定程度上改良了傳統(tǒng)鋁合金輪轂的綜合力學(xué)性能。1.1.2研究的意義傳統(tǒng)重力鑄造工藝中，鋁合金輪轂構(gòu)件冒口部分占鋁合金輪轂總重的30%~35%，而最終鋁合金輪轂的實際材料利用率僅有30%~40%。因此，材料成本在鋁合金生產(chǎn)過程中占據(jù)了很大一部分比例，根據(jù)企業(yè)提供的相關(guān)數(shù)據(jù)，鋁合金的材料成本占輪轂生產(chǎn)總成本的60%以上。因此，降材料成本成為當(dāng)前蘇美達(dá)集團(tuán)的一個棘手問題。對此，本次課題從提高材料利用率以及輪轂質(zhì)量出發(fā)，在現(xiàn)有工藝上引入了風(fēng)壓和機(jī)械壓力。通過引入的風(fēng)壓和機(jī)械壓力提高了鋁合金輪轂構(gòu)件在鑄造過程的補(bǔ)縮性能，這不僅降低了輪轂鑄件冒口部分比重，而且提高了鋁合金輪轂的質(zhì)量；另一方面，本次課題對鋁合金輪轂的熱處理工藝參數(shù)進(jìn)行了研究，探究了其工藝參數(shù)對鋁合金輪轂組織和力學(xué)性能的影響，并通過正交分析得到了熱處理的最優(yōu)?

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-藝參數(shù)，以提升本輪轂產(chǎn)品在當(dāng)前汽車鋁合金輪轂市場的競爭力。1.2鋁合金輪轂的制造工藝1.2.1液態(tài)模鍛液態(tài)模鍛又稱為擠壓鑄造，是一種鍛鑄結(jié)合的工藝方法[7-8]。其工藝流程見圖1-3，主要包括了金屬精煉、熔化，金屬液的定量澆注，模具的加壓以及保壓，頂出模鍛件等4部分。圖1-3液態(tài)模鍛的工藝流程示意圖(a)熔化；(b)澆注；(c)加壓；(d)頂出；與傳統(tǒng)的鑄造方法相比，金屬液在成形過程中受到較大壓力，因此金屬液在凝固過程中能夠得到較好的補(bǔ)縮，從而在一定程度上減少了因補(bǔ)縮不足而造成的縮松縮孔等缺陷。而且還使得鑄件晶粒細(xì)化、加快凝固冷卻速度，并產(chǎn)生微小的塑性變形，極大提高了鑄件的力學(xué)性能。與傳統(tǒng)的鍛造方法相比，其流動性好，能夠生產(chǎn)較為復(fù)雜的零件。WEIL[9]等人研究了ZL103合金的液態(tài)模鍛工藝，通過對其模具溫度、沖頭下壓速度、液鍛比壓等工藝參數(shù)的探討，有效提升了其成形性能和力學(xué)性能；鄧騰[10]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]鋁合金車輪輪轂旋壓成形實驗研究[J]. 玄令祥,徐恒秋.  科技與創(chuàng)新. 2018(11)
[4]鋁合金輪轂加壓鑄造技術(shù)研究[J]. 潘小雨,董琦.  汽車科技. 2018(03)
[5]低壓鑄造A356鋁合金輪轂熱處理溫度研究[J]. 李玉升.  特種鑄造及有色合金. 2018(05)
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[7]鋁合金輪轂旋壓成型的數(shù)值模擬仿真[J]. 孔德才.  科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2018(14)
[8]汽車鋁合金輪轂的成型工藝[J]. 李豐.  科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2018(11)
[9]輕合金汽車輪轂的生產(chǎn)方法[J]. 楊磊,康泰,聶曉朋.  科技資訊. 2017(26)
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博士論文
[1]基于有限差分法的鑄造熱應(yīng)力數(shù)值模擬[D]. 王躍平.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]A356鑄造鋁合金液態(tài)模鍛成形工藝研究[D]. 鄧騰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]A356鋁合金輪轂的旋壓成形工藝研究[D]. 譚學(xué)菊.燕山大學(xué) 2018
[3]鋁合金輪轂低壓鑄造數(shù)值分析及模具設(shè)計研究[D]. 李寧.天津理工大學(xué) 2018
[4]不同熱處理條件下A356鋁合金輪轂組織和性能的研究[D]. 閆俊梅.燕山大學(xué) 2017
[5]鋁合金輪轂強(qiáng)力鑄造工藝研究[D]. 胡孟達(dá).燕山大學(xué) 2017
[6]A356鋁合金輪轂沖擊失效實驗研究[D]. 何宇棟.燕山大學(xué) 2016
[7]低壓鑄造鋁合金輪轂的數(shù)值模擬與工藝優(yōu)化[D]. 聶偉鋼.燕山大學(xué) 2014
[8]鋁合金薄壁件熔模精密鑄造研究[D]. 紀(jì)小虎.合肥工業(yè)大學(xué) 2013
[9]鋁合金汽車輪轂低壓鑄造過程的數(shù)值模擬及工藝優(yōu)化[D]. 蘇大為.江蘇大學(xué) 2008
[10]A356鑄造鋁合金熱處理強(qiáng)化工藝研究[D]. 饒曉曉.華中科技大學(xué) 2007



本文編號：3347639