鑄造是(shi)zui古老的(de)金屬成(cheng)形方法(fa)之一，汽(qi)車零件(jian)中大約(yue)有15%~20%為采(cai)🏊🏾♀️用不👱🏼♂️同(tong)鑄造方(fang)法生産(chan)的鑄件(jian)，這些鑄(zhu)件主要(yao)💌為動力(li)系💁🏼♀️統關(guan)鍵部件(jian)和👧🏾重要(yao)的結構(gou)部件。
目(mu)前歐美(mei)汽車工(gong)業發達(da)guojia的汽車(che)鑄件生(sheng)産技術(shu)先進，産(chan)品質量(liang)好，生産(chan)效率高(gao)，環境污(wu)染小。鑄(zhu)造原輔(fu)材料已(yi)形成系(xi)列化和(he)标準化(hua)，整個生(sheng)産過程(cheng)已經實(shi)現了機(ji)械化、自(zi)動化和(he)智能化(hua)。這些guojia普(pu)遍采用(yong)數字化(hua)技術提(ti)升鑄造(zao)工藝設(she)計水平(ping)，鑄件廢(fei)品率約(yue)為2%~5%，并且(qie)已經建(jian)立跨國(guo)服務系(xi)統并實(shi)現網絡(luo)技術支(zhi)持。與之(zhi)相比，我(wo)國的汽(qi)車鑄件(jian)雖然産(chan)量較大(da)，但大多(duo)數都是(shi)附加值(zhi)和技術(shu)含量較(jiao)低，結構(gou)相對簡(jian)單的黑(hei)色鑄件(jian)，與國外(wai)水平差(cha)距較大(da)。本文主(zhu)要從汽(qi)車節能(neng)環保等(deng)方面的(de)發展需(xu)求，論述(shu)了汽車(che)鑄件和(he)汽車技(ji)術的發(fa)展方向(xiang)。
1 汽車鑄(zhu)件的發(fa)展方向(xiang)
1.1 汽車鑄(zhu)件的集(ji)成化設(she)計
随着(zhe)汽車節(jie)能環保(bao)以及降(jiang)低生産(chan)成本的(de)要求不(bu)🎅🏿斷zeng加，充(chong)分利用(yong)鑄造成(cheng)形的優(you)勢，将原(yuan)有沖壓(ya)、焊接、鍛(duan)造和鑄(zhu)造成形(xing)的數個(ge)零件，通(tong)過合理(li)的設計(ji)以及結(jie)構優化(hua)，實現集(ji)成零件(jian)的鑄造(zao)成😝形，可(ke)以有效(xiao)地降低(di)零件的(de)重量和(he)減少不(bu)😵💫必要的(de)加工工(gong)藝過程(cheng)，從而實(shi)現零件(jian)的輕量(liang)化和高(gao)性能化(hua)。
圖1為一(yi)汽集團(tuan)開發的(de)一體化(hua)橋殼，用(yong)以代替(ti)焊接橋(qiao)殼及帶(dai)半👩🏽🐰👩🏿軸套(tao)管鑄造(zao)橋殼的(de)新産品(pin)，實現鑄(zhu)件的集(ji)成化鑄(zhu)造，充分(fen)利用鑄(zhu)造成形(xing)的優勢(shi)。目前常(chang)見的鑄(zhu)造整體(ti)式橋殼(ke)的主要(yao)形式是(shi)😝在橋殼(ke)的兩端(duan)壓入無(wu)~縫鋼管(guan)作為半(ban)軸套管(guan)，并用銷(xiao)釘固定(ding)形成橋(qiao)殼總成(cheng)。為進一(yi)步提👼🏾高(gao)橋殼的(de)強🧛🏽度、剛(gang)度和簡(jian)化工藝(yi)過程，一(yi)👧🏾汽集團(tuan)開發出(chu)了直接(jie)在橋殼(ke)☠️上鑄出(chu)半軸套(tao)😁管(圖1橋(qiao)殼兩側(ce)的部分(fen))的👋一體(ti)化橋殼(ke)，其特點(dian)是減少(shao)加工難(nan)度，成本(ben)降低較(jiao)多，橋殼(ke)結構趨(qu)于簡單(dan)，且👀橋殼(ke)剛性較(jiao)好，可制(zhi)成複雜(za)而理想(xiang)的形狀(zhuang)，壁厚能(neng)夠變化(hua)，可得到(dao)🔞理想的(de)應力分(fen)布，其強(qiang)度及剛(gang)度均較(jiao)大，工作(zuo)可靠。由(you)于集成(cheng)了半軸(zhou)套管，鑄(zhu)件尺寸(cun)顯著zeng加(jia)，鑄件長(zhang)2 258 mm，其🧎🏻♀️➡️單件(jian)重💘量超(chao)過200 kg。針對(dui)這一集(ji)成鑄件(jian)的特點(dian)，企業建(jian)立了zhuanyong生(sheng)産線用(yong)以保證(zheng)生産。
汽(qi)車鑄件(jian)集成化(hua)的發展(zhan)趨勢在(zai)有色合(he)金鑄件(jian)方面的(de)發展👼🏾geng為(wei)明顯。為(wei)了充分(fen)利用鑄(zhu)造工藝(yi)能夠實(shi)現複雜(za)結構鑄(zhu)👩🏽🐰👩🏿件的生(sheng)産的特(te)點，出現(xian)了集成(cheng)設計的(de)車門内(nei)闆、座椅(yi)骨架😌、儀(yi)表闆骨(gu)架、前端(duan)框架和(he)防火牆(qiang)等集ˇ成(cheng)設計的(de)高壓鑄(zhu)件，其尺(chi)寸顯著(zhe)大于目(mu)前生産(chan)的鑄件(jian)，需要4 000~5 000 t甚(shen)至👾geng大噸(dun)位的壓(ya)鑄機進(jin)行生🧛🏾♀️産(chan)。
1.2 汽車鑄(zhu)件的輕(qing)量化
在(zai)保證汽(qi)車的強(qiang)度和anquan性(xing)能的前(qian)提下，盡(jin)可能地(di)降低汽(qi)車👩🍼的整(zheng)備質量(liang)，實現輕(qing)量化，從(cong)而提高(gao)汽車的(de)動力性(xing)，減少燃(ran)料消耗(hao)，降低排(pai)氣污染(ran)。汽車整(zheng)備質量(liang)每減少(shao)100 kg，百公裡(li)油耗🛀🏼可(ke)降低0.3~0.6 L，若(ruo)汽車整(zheng)車重量(liang)降低10%，燃(ran)油效率(lü)可提高(gao)6%~8%。随着環(huan)保和節(jie)能的需(xu)要，汽車(che)的輕量(liang)化已經(jing)成為世(shi)界汽車(che)發展的(de)潮流，汽(qi)車鑄件(jian)的輕量(liang)化也成(cheng)為汽車(che)鑄件的(de)重要發(fa)展方向(xiang)之一。
1.2.1 汽(qi)車鑄件(jian)的輕量(liang)化設計(ji)
出于鑄(zhu)件整體(ti)anquan系數的(de)需要，等(deng)厚度設(she)計是汽(qi)車鑄件(jian)主要設(she)計👀方法(fa)之一。然(ran)而等厚(hou)設計的(de)主要弊(bi)端是無(wu)法充分(fen)發☠️揮結(jie)構性能(neng)，并導緻(zhi)鑄件重(zhong)量的zeng加(jia)。采用CAE 分(fen)析、拓撲(pu)優化等(deng)手段，對(dui)零部件(jian)進行優(you)化設計(ji)，使零部(bu)件各個(ge)部位的(de)應力🧛🏽值(zhi)接近，即(ji)各個部(bu)位的壁(bi)厚不一(yi)緻，受力(li)小的👺部(bu)位減薄(bao)料厚或(huo)不要材(cai)料，從而(er)減輕零(ling)件的重(zhong)量。考慮(lü)到鑄造(zao)成形可(ke)以實現(xian)複雜結(jie)😵💫構鑄件(jian)的成形(xing)，可以實(shi)現各種(zhong)不規則(ze)的異型(xing)截面。設(she)計時，采(cai)用CAE或拓(tuo)撲優化(hua)等手段(duan)，對零部(bu)件進行(hang)應力分(fen)析。根據(ju)力的分(fen)布，确定(ding)零部件(jian)的形狀(zhuang)和具體(ti)局部的(de)材料厚(hou)度。通過(guo)對鑄件(jian)加筋、挖(wa)孔👼🏾和變(bian)厚化，可(ke)使零部(bu)件的重(zhong)👽量大大(da)降低。
圖(tu)2 是東風(feng)精密鑄(zhu)造有限(xian)公司對(dui)商用車(che)支座進(jin)行優😁化(hua)設計前(qian)後的鑄(zhu)件外形(xing)對比，可(ke)見鑄件(jian)初始重(zhong)量為6.6 kg，其(qi)設計為(wei)典型的(de)等厚設(she)計。該鑄(zhu)件經過(guo)加筋、挖(wa)孔和🤑變(bian)截面等(deng)一系列(lie)輕量化(hua)設計方(fang)法後，鑄(zhu)件重量(liang)變為3.0 kg，減(jian)重效果(guo)可達50%以(yi)上。
1.2.2 輕合(he)金汽車(che)鑄件
使(shi)用鋁鎂(mei)等輕合(he)金材料(liao)是目前(qian)各國汽(qi)車制造(zao)商的主(zhu)要減重(zhong)措施。鋁(lü)的密度(du)僅為鋼(gang)的1/3，且有(you)優良的(de)耐蝕性(xing)和延展(zhan)🧛🏾♀️性。鎂的(de)密度geng小(xiao)，zhiyou鋁的2/3，在(zai)高壓鑄(zhu)造條件(jian)流動🔞性(xing)優異👺。鋁(lü)和鎂👺的(de)比強🧜🏼♂️度(du)(強度與(yu)質量之(zhi)比)都相(xiang)當高，對(dui)減輕自(zi)重，提高(gao)燃油效(xiao)率有舉(ju)足輕重(zhong)👨🦰的作用(yong)。美國😁汽(qi)車業近(jin)兩😸年競(jing)争力提(ti)🥑️高，與其(qi)大幅👹度(du)采用鋁(lü)鎂結構(gou)鑄件和(he)集成鑄(zhu)件具有(you)密切關(guan)系。
德國(guo)寶馬公(gong)司推出(chu)的新5 系(xi)列由于(yu)搭載了(le)zui新一代(dai)鎂鋁💯複(fu)合直列(lie)六缸發(fa)動機缸(gang)體，重量(liang)較上一(yi)代減少(shao)了10 kg，大幅(fu)提高了(le)性能與(yu)油耗經(jing)濟性。但(dan)是需要(yao)注💕意的(de)是由于(yu)鋁鎂等(deng)輕😁合金(jin)的👌原材(cai)料價格(ge)要遠遠(yuan)高于鋼(gang)鐵材料(liao)，限制了(le)其在汽(qi)車工業(ye)中geng廣泛(fan)的應⛹🏻♀️用(yong)。但是盡(jin)管原材(cai)料價格(ge)較高，目(mu)前鎂、鋁(lü)鑄件的(de)單車用(yong)量卻連(lian)年上升(sheng)。這一方(fang)面是通(tong)過技術(shu)進🙆🏿步彌(mi)補了成(cheng)本zeng加，另(ling)一方面(mian)則🙉是市(shi)場競争(zheng)迫使汽(qi)車廠商(shang)降低利(li)潤而采(cai)用geng多的(de)輕合金(jin)。然而，要(yao)🙆🏿使輕合(he)金用量(liang)得到大(da)幅度提(ti)高，降低(di)鎂鋁錠(ding)的采購(gou)價格，開(kai)發先進(jin)成形技(ji)術是關(guan)鍵ˇ之一(yi)。
1.2.3 汽車鑄(zhu)件材料(liao)的高性(xing)能化
提(ti)高材料(liao)的性能(neng)，使得單(dan)位重量(liang)的零件(jian)能夠承(cheng)受geng高的(de)載荷👌，是(shi)有效降(jiang)低鑄件(jian)重量的(de)方法之(zhi)一。支架(jia)類結構(gou)鑄件占(zhan)✡️汽車🔞鑄(zhu)件相當(dang)大的比(bi)例，因而(er)其鑄件(jian)的開發(fa)也成😥為(wei)關注⛹🏻♂️的(de)重點🏊🏿♀️之(zhi)一。通過(guo)熱處理(li)等措施(shi)，使材料(liao)顯微組(zu)織改變(bian)，從而提(ti)高零🔞件(jian)的強度(du)🧑🏽🎄、剛度或(huo)韌性，可(ke)以有效(xiao)地降低(di)零件重(zhong)量。
等溫(wen)淬火球(qiu)墨鑄鐵(tie)，不僅強(qiang)度比普(pu)通鑄鋼(gang)材料有(you)🤶🏾所提高(gao)，而且密(mi)度比鋼(gang)要低，其(qi)密度為(wei)7.1 g/cm3，而鑄鋼(gang)的密度(du)為7.8 g/cm3，是近(jin)年來廣(guang)泛推薦(jian)采用的(de)材料。采(cai)用等溫(wen)淬火球(qiu)墨鑄鐵(tie)，在鑄件(jian)尺寸相(xiang)同😝的條(tiao)件下，比(bi)鑄鋼件(jian)輕10%。東風(feng)汽車公(gong)司在某(mou)型商用(yong)👹車進行(hang)了采用(yong)等溫淬(cui)火球墨(mo)鑄鐵替(ti)代鑄鋼(gang)💔件的輕(qing)量化驗(yan)證工作(zuo)，并針對(dui)等溫淬(cui)火球墨(mo)鑄鐵件(jian)高😜強度(du)特點，對(dui)14個😘懸架(jia)類零件(jian)進專家(jia)論壇行(hang)重新設(she)計。表1為(wei)采用等(deng)溫淬火(huo)😍球墨鑄(zhu)鐵材料(liao)替🏃🏿♀️➡️代後(hou)的輕量(liang)化效果(guo)，總重量(liang)減輕近(jin)40%，效果顯(xian)著。需要(yao)說明的(de)是🧛🏽表1 中(zhong)的輕量(liang)化效果(guo)🙂↔️不僅僅(jin)是材料(liao)替㊙️代産(chan)生的，還(hai)包括輕(qing)量化設(she)計的👨🏻🏭貢(gong)獻。一般(ban)來🚶🏾♀️➡️說，汽(qi)車鑄件(jian)的材料(liao)替換往(wang)往伴随(sui)着😁零件(jian)的輕量(liang)化設計(ji)。
在鋁合(he)金和鎂(mei)合金鑄(zhu)件方面(mian)也采用(yong)了高強(qiang)、高韌的(de)材料進(jin)🧜🏼♀️行🧑🏻❤️🧑🏼替代(dai)，在原有(you)輕合金(jin)減重的(de)基礎上(shang)，應用高(gao)性能😌材(cai)料進行(hang)進一步(bu)減重,美(mei)國通用(yong)汽車公(gong)司采用(yong)高性能(neng)🧛🏽的AE44合金(jin)取代原(yuan)有的鋁(lü)合金，采(cai)用高壓(ya)鑄造的(de)方法生(sheng)産副車(che)架，在鋁(lü)合金減(jian)重的基(ji)礎👩🏽🐰👩🏿上進(jin)一步減(jian)重6 kg。
1.3 汽車鑄(zhu)件開發(fa)數字化(hua)
汽車鑄(zhu)件開發(fa)與數字(zi)技術的(de)全面結(jie)合可以(yi)顯著👩🏼❤️👨🏾地(di)提升鑄(zhu)造技術(shu)水平，縮(suo)短産品(pin)的設計(ji)和試制(zhi)周期。目(mu)前數👨🏻🏭字(zi)制造技(ji)術已經(jing)廣泛應(ying)用于汽(qi)車鑄件(jian)的開發(fa)。在鑄件(jian)✋結構設(she)計及鑄(zhu)造工藝(yi)設計階(jie)段，Pro/E，CATIA，和UG 等(deng)三維設(she)計軟件(jian)已經獲(huo)得了😁廣(guang)泛的應(ying)用，部分(fen)先🙆🏿進的(de)鑄造企(qi)業已經(jing)實現了(le)無紙化(hua)設計。MAGMA，ProCAST以(yi)及華鑄(zhu)😁CAE 等軟件(jian)已經被(bei)🏃🏻♀️廣泛用(yong)于汽車(che)鑄件凝(ning)固過程(cheng)、顯微🧑🏽❤️💋🧑🏻組(zu)織、成分(fen)偏析和(he)材質性(xing)能等方(fang)面的模(mo)拟，還可(ke)以對😥鑄(zhu)造過程(cheng)中的速(su)度場、濃(nong)度場、溫(wen)度場、相(xiang)場、應力(li)場等方(fang)面的模(mo)拟，能夠(gou)确保在(zai)批量生(sheng)産前使(shi)👩🏽🐰👩🏿工藝方(fang)案得到(dao)優化。
為(wei)适應汽(qi)車鑄件(jian)快速開(kai)發的需(xu)求，在CAD/CAE的(de)設計與(yu)開發👌的(de)基礎上(shang)，RP(快速原(yuan)型技術(shu))已經被(bei)廣泛用(yong)于汽車(che)鑄件的(de)快速試(shi)制。在獲(huo)得CAD/CAE 原始(shi)數據後(hou)，采用逐(zhu)層堆積(ji)的方法(fa)，通過粘(zhan)結，熔🧎🏻♀️➡️結(jie)或燒結(jie)的方👀式(shi)獲得鑄(zhu)件原型(xing)或形成(cheng)鑄件所(suo)🧑🏻❤️🧑🏼需模具(ju)的原型(xing)。前者可(ke)用熔模(mo)👩🏼❤️👨🏾鑄造，石(shi)膏型鑄(zhu)造等方(fang)法👽試制(zhi)鑄件樣(yang)😁件，後者(zhe)可直接(jie)作為模(mo)具制造(zao)砂芯，通(tong)過組芯(xin)造型而(er)澆注出(chu)鑄件。此(ci)外，還可(ke)以用粉(fen)料激光(guang)燒結法(fa)（SLS），直接完(wan)成砂芯(xin)和砂型(xing)的制作(zuo)，從而🏃🏻♀️獲(huo)得鑄件(jian)試制所(suo)需要的(de)砂型。對(dui)于結構(gou)😝相對簡(jian)單的外(wai)模，還☠️可(ke)以采用(yong)數控機(ji)床，用可(ke)加工塑(su)料進行(hang)CAM加工，從(cong)而獲得(de)鑄件試(shi)制所需(xu)👩🏼❤️👨🏾的芯盒(he)和模樣(yang)，或是直(zhi)接對砂(sha)塊進行(hang)加工，直(zhi)接獲🏃🏻♀️得(de)外模的(de)砂型。
總(zong)體上說(shuo)，數字化(hua)技術已(yi)經貫穿(chuan)鑄件的(de)設計、開(kai)發以及(ji)試制的(de)各個環(huan)節，有效(xiao)提高了(le)鑄件的(de)開發速(su)度和效(xiao)率。目前(qian)主要存(cun)在的問(wen)題是設(she)計、分析(xi)和快速(su)制造等(deng)方面的(de)數字化(hua)技術各(ge)自獨立(li)，當開發(fa)過🧑🏽❤️💋🧑🏻程由(you)一個階(jie)段向另(ling)一個階(jie)段轉化(hua)時，還需(xu)要進行(hang)相當繁(fan)瑣的數(shu)據轉換(huan)工作。希(xi)望在将(jiang)💯來能夠(gou)針對👽鑄(zhu)件開發(fa)各個^環(huan)節所應(ying)用的數(shu)字化技(ji)術開發(fa)出統一(yi)的數據(ju)接口😜平(ping)台，建立(li)标準化(hua)的數據(ju)轉換标(biao)👋準，實現(xian)不同軟(ruan)件之☠️間(jian)數據的(de)無縫轉(zhuan)換，從而(er)geng進一💌步(bu)的提高(gao)鑄件的(de)開發速(su)度。
2 汽車(che)鑄造技(ji)術的發(fa)展方向(xiang)
2.1 薄壁複(fu)雜結構(gou)鑄件的(de)生産技(ji)術
随着(zhe)汽車工(gong)業的發(fa)展和節(jie)能減排(pai)的需求(qiu)，汽車零(ling)件日趨(qu)輕量化(hua)，通過薄(bao)壁化設(she)計，實現(xian)輕量化(hua)是發😗動(dong)機缸體(ti)的重要(yao)發展方(fang)🏃🏿♀️➡️向。以一(yi)汽鑄造(zao)有限公(gong)司為一(yi)汽🧑🏻❤️🧑🏼大衆(zhong)公司生(sheng)産💌鑄鐵(tie)缸體為(wei)例，早期(qi)生産的(de)⛹🏻♂️06A 缸體壁(bi)厚4.5mm±1.5 mm，EA111 缸體(ti)壁厚4 mm±1 mm，目(mu)前批量(liang)生産的(de)EA888Evo2 缸體壁(bi)厚3.5 mm±0.8 mm，下一(yi)代EA888Gen.3 缸體(ti)産品結(jie)構則geng為(wei)複雜，其(qi)壁厚僅(jin)為3mm±0.5 mm，是目(mu)前zui薄的(de)灰口鑄(zhu)鐵缸體(ti)。盡管批(pi)量生産(chan)中存在(zai)着斷芯(xin)、漂芯以(yi)及👼🏾壁厚(hou)尺寸波(bo)動較大(da)的問題(ti)，但是通(tong)過控制(zhi)砂芯和(he)型砂的(de)質量，采(cai)用目前(qian)廣泛使(shi)用的水(shui)平卧澆(jiao)工藝還(hai)是能夠(gou)滿足EA888Evo2 缸(gang)體的生(sheng)産要求(qiu)，但😗無法(fa)滿足EA888Gen.3 缸(gang)體的生(sheng)産要求(qiu)，必須采(cai)用整體(ti)組芯立(li)澆工藝(yi)。
圖3示出(chu)了水平(ping)卧澆和(he)組芯立(li)澆示意(yi)圖。針對(dui)缸體🧑🏽❤️💋🧑🏻3 mm薄(bao)💯壁特點(dian)，組芯立(li)澆工藝(yi)對制芯(xin)和組芯(xin)都提出(chu)了苛刻(ke)的要求(qiu)。制芯中(zhong)心可實(shi)現制芯(xin)生産的(de)高度智(zhi)🧑🏾🎄能化、自(zi)動化。從(cong)原砂、樹(shu)脂的加(jia)入，混砂(sha)、制芯、修(xiu)芯、組裝(zhuang)、塗料和(he)烘幹到(dao)造型以(yi)及組下(xia)芯全過(guo)🔞程均可(ke)以實現(xian)高度自(zi)動化，使(shi)砂芯制(zhi)芯質量(liang)、組裝質(zhi)量即尺(chi)寸精度(du)和塗👾料(liao)烘幹質(zhi)量等得(de)到了穩(wen)定的保(bao)證，從而(er)避免了(le)因人為(wei)因素而(er)造成的(de)質💌量和(he)尺寸風(feng)險，适應(ying)大批量(liang)汽缸體(ti)🔞制芯生(sheng)産的需(xu)要。能夠(gou)有效解(jie)決大批(pi)量😗生産(chan)時，廢品(pin)率不穩(wen)😌定和居(ju)高不下(xia)的問題(ti)，同時由(you)于砂芯(xin)尺寸精(jing)度的提(ti)高，也ji大(da)✡️地降低(di)了清理(li)工作量(liang)🧛🏽和成本(ben)，并且完(wan)全能夠(gou)有效保(bao)證3mm壁厚(hou)尺寸要(yao)求。
2.2 鋁鎂合(he)金大型(xing)結構件(jian)的制造(zao)技術
随(sui)着節能(neng)、環保以(yi)及降低(di)部件成(cheng)本的要(yao)求不斷(duan)zeng加，鋁鎂(mei)合金大(da)型結構(gou)鑄件已(yi)經成為(wei)重要的(de)發展趨(qu)勢，其制(zhi)造技術(shu)💯也成為(wei)目前的(de)開發熱(re)點。目前(qian)鋁鎂合(he)金大型(xing)結構👿件(jian)的主要(yao)生産技(ji)術有高(gao)壓鑄造(zao)、擠壓鑄(zhu)造和低(di)壓鑄造(zao)。由于高(gao)壓鑄造(zao)生産效(xiao)率高，産(chan)品質量(liang)好已🧎🏻♀️➡️經(jing)成為目(mu)前主要(yao)的生産(chan)工藝，其(qi)制造技(ji)術的開(kai)發主要(yao)集中在(zai)對高壓(ya)鑄造過(guo)程中容(rong)易卷氣(qi)，鑄件内(nei)部容易(yi)形成氣(qi)孔，不能(neng)進行熱(re)處理問(wen)題的改(gai)進。
德國(guo)富來公(gong)司開發(fa)了真空(kong)負壓吸(xi)鑄工藝(yi)，其工作(zuo)原理🙈如(ru)圖4 所🛌🏻示(shi)，整個壓(ya)鑄過程(cheng)都在高(gao)真空狀(zhuang)态下👹（低(di)于30 mbar）進行(hang)👼🏾。金屬🚶🏾♀️➡️液(ye)通過真(zhen)空狀态(tai)下的模(mo)具、壓室(shi)和吸管(guan)在無氧(yang)化情況(kuang)下由吸(xi)管從熔(rong)爐中吸(xi)入，脫模(mo)劑的蒸(zheng)汽也由(you)真空系(xi)統排出(chu)。上述真(zhen)空負壓(ya)吸鑄工(gong)藝的主(zhu)要特點(dian)是：在開(kai)🙉始定量(liang)澆注時(shi)，整個系(xi)統😺就處(chu)于高真(zhen)空狀态(tai)下；在定(ding)量澆注(zhu)過程中(zhong)，可有效(xiao)地排出(chu)型腔和(he)金👾屬熔(rong)體中的(de)氣體；澆(jiao)注過程(cheng)中金屬(shu)熔體無(wu)氧化；澆(jiao)注😵💫過程(cheng)中無熱(re)損失，可(ke)以采用(yong)geng低的澆(jiao)注溫度(du)進行澆(jiao)注，并在(zai)實時監(jian)控下進(jin)行無擾(rao)^動層流(liu)充填。上(shang)述😘工藝(yi)已經成(cheng)功地應(ying)用于汽(qi)專家論(lun)壇車結(jie)構鑄件(jian)的批量(liang)生産，為(wei)高質量(liang)的輕合(he)金鑄件(jian)的應用(yong)提供了(le)先進的(de)成型💔方(fang)法與工(gong)藝。
瑞士(shi)的布勒(le)公司開(kai)發了用(yong)于結構(gou)鑄件生(sheng)産的雙(shuang)回👩🍼路真(zhen)空🧛🏽系統(tong)，該生産(chan)技術稱(cheng)為結構(gou)件生産(chan)技術，如(ru)圖5所示(shi)。采用結(jie)構件生(sheng)産技術(shu)可以提(ti)高抽真(zhen)空的速(su)度，從而(er)獲🙈得穩(wen)定的生(sheng)産條件(jian)，顯著提(ti)高壓鑄(zhu)件的質(zhi)量。如圖(tu)5所示…，雙(shuang)回路真(zhen)空系統(tong)中~的一(yi)個回路(lu)的抽氣(qi)口設置(zhi)在壓室(shi)的上端(duan)，主要😺用(yong)于壓室(shi)内👽的空(kong)氣抽出(chu)。當壓射(she)沖頭前(qian)行封住(zhu)澆料口(kou)時啟動(dong)，在沖頭(tou)即将封(feng)住抽氣(qi)口的瞬(shun)間關閉(bi)。另一個(ge)回路設(she)置與傳(chuan)統的真(zhen)空工藝(yi)相同，主(zhu)要用🧛🏽于(yu)型腔内(nei)的空氣(qi)抽出。目(mu)前該技(ji)術已經(jing)成功的(de)應用于(yu)乘用車(che)🥑️的鋁合(he)金集成(cheng)減♌️震塔(ta)，車門内(nei)闆和車(che)身縱梁(liang)等部件(jian)的制造(zao)。
2.3 鑄件(jian)精确鑄(zhu)造成形(xing)技術
通(tong)常所說(shuo)的汽車(che)鑄件精(jing)确鑄造(zao)成形主(zhu)要是指(zhi)消🛌🏻失模(mo)和熔模(mo)鑄造技(ji)術。随着(zhe)汽車鑄(zhu)件成形(xing)技術的(de)發展😈，鑄(zhu)造精确(que)成形是(shi)指一類(lei)鑄造成(cheng)形方法(fa)。通過這(zhe)一類成(cheng)形方🔞法(fa)生産🧎🏻♀️➡️出(chu)的鑄件(jian)無需㊙️經(jing)過切削(xue)或是少(shao)切削即(ji)可直接(jie)使用。随(sui)着對鑄(zhu)件尺寸(cun)精度要(yao)😁求的提(ti)高，鑄👾造(zao)精确成(cheng)形🧑🏽🎄技術(shu)近年來(lai)得到了(le)迅速發(fa)展，出現(xian)了精确(que)砂型鑄(zhu)造，消失(shi)模鑄造(zao)、可控壓(ya)力鑄造(zao)、壓力🧎🏻♀️➡️鑄(zhu)造等一(yi)系列新(xin)的鑄造(zao)成形方(fang)法。Cosworth 鑄造(zao)方🙆🏿法是(shi)由英國(guo)開發💯的(de)一種采(cai)用锆砂(sha)㊙️砂芯組(zu)合并用(yong)電磁泵(beng)控制澆(jiao)注的方(fang)法，已經(jing)成功用(yong)于鋁合(he)金ˇ缸體(ti)的批量(liang)生産，并(bing)已經出(chu)現了許(xu)多工👼🏾藝(yi)變種，如(ru)🔞采用低(di)壓澆注(zhu)取代電(dian)磁泵澆(jiao)注等工(gong)藝。采用(yong)該類🧑🏾🎄鑄(zhu)造方法(fa)可以生(sheng)産壁厚(hou)為3.5~4.0 mm的鋁(lü)合金缸(gang)體，是目(mu)前😥精确(que)砂型鑄(zhu)造的代(dai)表工藝(yi)。
消失模(mo)鑄造工(gong)藝自1965年(nian)發明至(zhi)今，主要(yao)生産的(de)汽車鑄(zhu)件為缸(gang)體、缸蓋(gai)、進排氣(qi)管等産(chan)品，并形(xing)成了規(gui)模生産(chan)。我國自(zi)20 世紀90 年(nian)代引進(jin)消失模(mo)鑄造技(ji)術，目前(qian)已初具(ju)規模，并(bing)被guojia重點(dian)推廣而(er)成為改(gai)造傳統(tong)鑄造💯業(ye)應用zui為(wei)廣泛的(de)高新技(ji)術。目👾前(qian)我國有(you)水玻璃(li)制殼，複(fu)合制殼(ke)和矽溶(rong)膠制😵💫殼(ke)三種熔(rong)模精密(mi)鑄造工(gong)藝，其中(zhong)用于汽(qi)車産品(pin)生産矽(xi)溶膠制(zhi)殼工藝(yi)的鑄😘件(jian)表面質(zhi)量可以(yi)達到Ra 1.6 μm，尺(chi)寸精度(du)可達CT4 級(ji)，zui小壁厚(hou)可以做(zuo)到0.5~1.5 mm。東風(feng)汽車精(jing)🙂↔️密鑄造(zao)有限公(gong)司🧎🏻♀️➡️采🏃🏻♀️用(yong)矽溶膠(jiao)+水玻璃(li)複合型(xing)制殼工(gong)藝生産(chan)複雜結(jie)構集成(cheng)👩🏿❤️💋👨🏽鑄件💑🏾，顯(xian)著降低(di)了生産(chan)成本。熔(rong)模精密(mi)鑄造技(ji)術成型(xing)工藝的(de)發展趨(qu)勢是鑄(zhu)件離zui終(zhong)産品的(de)距離越(yue)來越近(jin)，産品的(de)複雜程(cheng)度和質(zhi)量檔次(ci)越來越(yue)高，CAD、CAM和CAE的(de)應用成(cheng)為産品(pin)開發主(zhu)要技術(shu)，major化協作(zuo)🙉開始顯(xian)現。
在高(gao)壓鑄造(zao)工藝基(ji)礎上開(kai)發的真(zhen)空鑄造(zao)、充氧壓(ya)鑄💌、半固(gu)🏊🏾♀️态金屬(shu)流變或(huo)觸變壓(ya)鑄等工(gong)藝方法(fa)，旨在🚶🏾♀️➡️消(xiao)除鑄件(jian)缺陷，提(ti)高内部(bu)質量，并(bing)擴大壓(ya)鑄件的(de)應用範(fan)圍。擠壓(ya)鑄造過(guo)程中，熔(rong)體在壓(ya)力下充(chong)型和凝(ning)固，具有(you)平穩、無(wu)金屬噴(pen)濺、金屬(shu)液氧化(hua)損失少(shao)、節能、操(cao)作anquan和減(jian)少鑄件(jian)孔洞類(lei)🏃🏻♀️缺陷等(deng)優點，在(zai)鋁合金(jin)副車架(jia)等高性(xing)能鋁合(he)金鑄件(jian)的開發(fa)與應用(yong)方面獲(huo)得了廣(guang)泛的應(ying)用。
汽車(che)産量的(de)不斷zeng長(zhang)迫切要(yao)求鑄造(zao)生産向(xiang)高質量(liang)、優🛀🏼性能(neng)、近淨形(xing)、多品種(zhong)、低消耗(hao)、低成本(ben)的方向(xiang)發展。由(you)于一輛(liang)整車約(yue)15%~20%的零件(jian)是鑄件(jian)。這就要(yao)求鑄造(zao)行😗業要(yao)不斷應(ying)用各種(zhong)新技術(shu)、新材料(liao)來提升(sheng)鑄造整(zheng)體水平(ping)。鑄件精(jing)确鑄造(zao)成形技(ji)💁🏼♀️術能夠(gou)滿足汽(qi)車鑄件(jian)的上述(shu)要求，其(qi)應用也(ye)🧑🏾🎄将涵蓋(gai)汽車鑄(zhu)件的不(bu)同👌鑄造(zao)生産過(guo)👼🏾程中。
3 結(jie)語
為适(shi)應日益(yi)苛刻的(de)環保法(fa)規的要(yao)求，汽車(che)正在向(xiang)輕量化(hua)方向發(fa)展。汽車(che)自重每(mei)降低減(jian)少10%，油耗(hao)可減少(shao)5.5%，燃料經(jing)濟性可(ke)提高3%~5%，同(tong)時降低(di)排放10%左(zuo)右。應用(yong)鋁鎂等(deng)有色合(he)金鑄件(jian)，開發大(da)型複雜(za)結構集(ji)成鑄件(jian)以及廣(guang)泛應用(yong)鑄件精(jing)确成形(xing)👼🏾技術是(shi)實🤶🏾現汽(qi)車鑄件(jian)輕量化(hua)的主要(yao)途徑。因(yin)而要求(qiu)在廣泛(fan)采用數(shu)字技術(shu)的基礎(chu)上🤑，通過(guo)高性能(neng)鑄🛌🏻造材(cai)料，自動(dong)化😁設備(bei)的廣泛(fan)應用等(deng)手段實(shi)現~汽車(che)鑄件👨🏻🏭的(de)研發與(yu)生産，滿(man)足現代(dai)汽車工(gong)業的需(xu)求。
元寿船舶制造股份有限公司，始建于(yu)2017年，是一(yi)家集産(chan)品設計(ji)，模具開(kai)發，鑄造(zao)，加工，表(biao)面處理(li)，檢測與(yu)檢驗及(ji)銷售服(fu)務為一(yi)體的企(qi)業。工廠(chang)占地面(mian)積5000平米(mi)，坐落于(yu)美麗的(de)渤海之(zhi)濱河北(bei)省黃骅(hua)市經濟(ji)技術開(kai)發區。公(gong)司地理(li)位置youyue，交(jiao)通便利(li)。公司經(jing)過多年(nian)的發展(zhan)，先後引(yin)進各種(zhong)行業先(xian)進的生(sheng)産設備(bei)和管理(li)經驗，并(bing)培養了(le)數十名(ming)excellentmajor的研發(fa)和技術(shu)人才。
目(mu)前公司(si)現有員(yuan)工100餘人(ren)，各類技(ji)術及研(yan)發人員(yuan)20餘人，公(gong)司👼🏾主👀要(yao)産品為(wei)不鏽鋼(gang)鑄造管(guan)件，快接(jie)頭，球閥(fa)，止回閥(fa)，精密配(pei)件，船用(yong)五金，鑄(zhu)造汽車(che)配件等(deng)。産品材(cai)質主要(yao)為304 304L 316 316L CF8M WCB 1.4408等。公(gong)司在😁2020年(nian)正式通(tong)過了ISO9000的(de)認證，并(bing)在積ji籌(chou)備 TS16949 質量(liang)體系認(ren)證。公司(si)憑借自(zi)身良好(hao)的産品(pin)品質和(he)口碑💞，在(zai)international市場的(de)地😺位愈(yu)發凸顯(xian)，合作夥(huo)伴遍布(bu)quanqiu。
2019年出口(kou)額占到(dao)了總銷(xiao)售額的(de)60%以上，并(bing)與多家(jia)歐洲，美(mei)國，日本(ben)的企業(ye)建立了(le)長期穩(wen)定的合(he)作關系(xi)。公司始(shi)終堅持(chi)始于用(yong)心、立于(yu)創新、忠(zhong)于匠心(xin)的經營(ying)理念 ，本(ben)着從研(yan)發中尋(xun)求發展(zhan)，在發展(zhan)中遇見(jian)機遇，在(zai)機遇中(zhong)建立信(xin)任，在信(xin)任中鞏(gong)固聯系(xi)的原則(ze)，期待着(zhe)與您的(de)合作。詳(xiang)情請詢(xun).
