随着汽车行业的不断发展,铝铸件在汽车上的应用也越来越广泛,但是目前我国汽车工业中所使用的铝制零部件还较少,这与我国汽车工业的发展尤其是与当前汽车生产的发展形势很不协调,因此,加速铝合金压铸件在国产汽车中的开发和应用具有十分重要的意义。
1.铝合金铸件在汽车上应用的发展
采用铝合金代替铸铁来生产汽车零件的历史最早可追溯到20世纪40年代。当时欧洲少数汽车厂,如意大利的菲亚特公司研制出了铝合金进气管和气缸盖,并开始少量生产。50年代,澳大利亚引进英国一公司的低压铸造技术生产了汽车用铝铸件。与此同时,前西德某公司对低压铸造技术作了进一步改进,生产出了结构复杂的铝合金零件。美国通用汽车公司也开始大量生产轿车用铝铸件,如空冷缸盖、曲轴箱、发动机后盖等。60年代以后,由于高压压铸技术的发展,以铝合金为主的轻金属在汽车中的应用大幅增加,奠定了现代汽车工业广泛采用铝铸件减轻汽车自重的基础。
近20年来,世界汽车工业中铝铸件的应用在不断增加,据统计,全世界铝铸件的总产量每年按3%以上的速度增长,而在铝铸件的总产量中,有60%一70%的铝铸件应用于汽车制造,使得世界铝铸件的生产和应用与汽车制造业的发展产生了密切的联系。汽车工业中铝铸件应用的发展又以日本最为突出。在70年代初,日本许多汽车公司就开展并扩大铝合金在汽车发动机上应用的研究,开始广泛采用铝铸件代替铸铁来生产进气管、气缸盖,并开始少量生产铝制发动机。
3.铝合金压铸件在汽车应用上的发展前景
目前,发达国家铝消费量的18%应用于汽车工业,平均每辆汽车用铝180kg,铝化率达到了15%,并正以每年20%-30%的速度递增。而我国目前每辆汽车的平均用铝量仅为75kg左右,铝化率不到8%,差距非常大。随着我国汽车工业与世界的接轨,中国已成为世界汽车工业大国之一,因此我国的汽车工业必将快速发展。
随着现代汽车正向着安全、节能、环保的方向发展,而汽车轻量化是节能降耗的最有效途径之一,铝压铸件能够有效地降低汽车自重,作为主要材料的应用优势已被汽车领域认可。行业专家认为,在未来几年,有色金属在汽车上的应用会有快速的发展。
为了防止铝铸件气孔缺陷的产生,就要采取有效措施尽量减少原材料的水分,强化熔炼质量管理,合理选择铸造工艺,提高铸造型的排气能力。具有以下几个方面:
1、所有原材料及熔炼用工具都要仔细清除表面的锈迹、油污及熔渣等,中间合金和回炉料的质量也要控制好,质最差的回炉料如碎金属屑、浇冒口不宜大最使用。金属原材料、变质剂、精炼剂,浇包和搅拌勺等在使用前都应烘干,而柑锅则应预热至暗红色方可加入熔料。通常在金属表面除了凝聚水外,还有与金属氧化膜作用形成的结晶水,在200—300℃ 低温烘烤只能去除部分凝聚水和熔解水,只有在500℃ 以上才能较容易除去大部分结晶水。
2、操作中应尽量缩短熔炼时间,减少铝合金的吸气量。熔炼温度不宜过高,温度越高,吸气量越大,一般不超过800℃ ,熔炼过程要有测温装置控制。另外,还要控制变质时间,变质时间越长,变质温度越高,氧化与吸气越严重。由于铝合金全液面的氧化膜有保护作用,可以防止金属液直接与大气中的水分反应。在熔炼、浇注过程要尽员避免破坏液的氧化膜,精炼、变质时搅拌勺在液面下平稳搅动,特别是精炼操作要细心,精炼工序是防止气孔重要的一环。金属液浇注时应平稳,速度均匀,浇包和铸型之间保持最小的垂直即离。
3、增强冷铁排气。为形成顺序凝固,有些压铸铝件会放置冷铁以提高冷凝速度,而冷铁的排气性较差。为改善冷铁的排气性,可在冷铁上开通气槽并涂上耐火涂料。
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