摩托車鎂合金曲軸箱右蓋的工藝研究.pdf

1、鎂合金是目前工業(yè)應(yīng)用中最輕的商用金屬結(jié)構(gòu)材料，具有比強(qiáng)度高、阻尼減振性和鑄造工藝性好等特點(diǎn)，是當(dāng)前最具潛力的輕量化材料之一。摩托車作為低廉便利的交通工具，輕量化和節(jié)能減排是其技術(shù)進(jìn)步的重要方向。曲軸箱是摩托車傳動系統(tǒng)的重要部件，一般為鋁合金壓鑄件，用鎂合金替代之不僅可以減重約1/3，而且可以利用鎂合金優(yōu)良的阻尼減振性能減少振動和噪聲，從而提高摩托車的駕乘舒適性。
　　本研究結(jié)合某企業(yè)鎂合金曲軸箱產(chǎn)品開發(fā)的工程需求，以開發(fā)AZ91-

2、1.5Si-0.4Ca鎂合金材料的曲軸箱右蓋壓鑄工藝為目標(biāo)，重點(diǎn)開展了如下兩方面的研究工作：首先，設(shè)計(jì)并制備不同壁厚的板狀壓鑄試樣，通過數(shù)值模擬獲得不同壁厚板的凝固速率，采用 XRF、XRD、OM、SEM/EDS、萬能材料試驗(yàn)機(jī)等手段對其顯微組織、常溫及中溫力學(xué)性能和斷口形貌進(jìn)行對比研究，探明凝固速率對壓鑄態(tài) AZ91-1.5Si-0.4Ca組織和性能的影響，為通過控制壓鑄件壁厚及凝固速率來調(diào)控其組織性能提供理論依據(jù)；然后，在對曲軸箱右

3、蓋進(jìn)行工藝結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況并結(jié)合上述研究結(jié)果，采用正交實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法，對零件的壓鑄工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化，并通過樣件生產(chǎn)驗(yàn)證了優(yōu)化后的工藝參數(shù)。
　　主要研究結(jié)果及結(jié)論如下：
　?、僭趬鸿T態(tài)AZ91-1.5Si-0.4Ca合金中，Si主要以Mg2Si的形式存在，且存在先共晶初生Mg2Si相和共晶Mg2Si兩種形態(tài)；Ca主要以固溶形式存在。
　　②隨著壓鑄試樣壁厚減小，凝固速率增加，兩種合金的均呈現(xiàn)出

4、一定的晶粒細(xì)化趨勢，AZ91-1.5Si-0.4Ca中的Mg2Si相由粗大的多邊形及漢字狀向細(xì)小的多邊形顆粒狀短棒狀轉(zhuǎn)變。
　　③當(dāng)壁厚低于2.5mm時，AZ91-1.5Si-0.4Ca的中溫強(qiáng)度高于AZ91；當(dāng)壁厚低于3mm時，AZ91-1.5Si-0.4Ca的常溫強(qiáng)度高于AZ91。
　?、茈S著壓鑄試樣壁厚減小，凝固速率增加，兩種合金試樣的常溫和180oC力學(xué)性能增加，AZ91-1.5Si-0.4Ca常溫和高溫強(qiáng)度受凝固速

5、率影響大于AZ91，伸長率受凝固速率影響則小于AZ91；而且在等凝固速率條件下，AZ91-1.5Si-0.4Ca的常溫和中溫伸長率低于AZ91，斷裂形式更傾向于與脆性斷裂。
　?、莓?dāng)凝固速率大于等于29.2741時，可保證Mg2Si相以細(xì)小的多邊形顆粒狀短棒狀分布，提高合金的常溫和高溫力學(xué)性能。
　　⑥在曲軸箱右蓋的壓鑄工藝數(shù)值模擬中，慢射速度越大，充型時間越短，金屬液越不平穩(wěn)，易造成卷氣、夾雜等缺陷；模具溫度越高，凝固時間