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鋁合金一體化壓鑄成型技術優勢與難點
轉載 :  zaoche168.com   2023年06月13日

    特斯拉作為目前全球新能源汽車的領跑企業,Model Y成功展現了一體壓鑄免熱處理工藝所帶來的生產效率提升、生產成本降低和生產周期縮短的顯著優勢。在特斯拉的引領下,以蔚小理為代表的造車新勢力們積極布局一體化壓鑄免熱處理工藝技術,有望引領汽車制造業新的工藝革命,而一體化壓鑄成型免熱處理工藝首先要突破的技術壁壘就是新型鋁合金材料的開發,這是一體化壓鑄成型免熱處理工藝的基礎。

    一體化壓鑄成型免熱處理高韌性鋁合金應用背景

 

    一體化壓鑄工藝優點

    大型零部件一體化壓鑄是對傳統汽車制造工藝的顛覆,結束了傳統汽車制造先沖壓后焊接的方式,工藝復雜度大幅降低,生產周期大幅縮短,同時在輕量化和降本方面效果顯著。具體來說一體化壓鑄工藝優點。

    (1)輕量化:在大尺寸結構件上充分利用鋁合金的低密度特性,有望大幅度減輕車身重量。

    (2)提效降本:通過一次壓鑄成型,大大減少零部件的生產線數量,并減少焊接環節的工序,從而縮短生產周期。

    (3)提高零件強度:一體化壓鑄避免了焊接造成的強度降低,同時在設計零件時可不考慮安裝孔、安裝位置等要素,從而使用更優化的工程學結構。

 

    一體化壓鑄工藝難點

    一體式大型結構件無法進行高溫熱處理,急需開發一款新型免熱處理高韌性鋁合金材料來替代AlSi10MnMg,降低熱處理成本,同時保證材料成型后依然具有足夠的強度和韌性。

    免熱處理高韌性鋁合金的材料開發

    免熱處理高強韌性鋁合金材料技術要求

    該鋁合金屬于Al-Si系列鋁合金,引入Mn元素,改善材料的脫模效果,抵消Fe元素帶來的不利影響;引入其他幾個微量元素,細化晶粒,提高強度。并且材料生產允許添加一定比例的鋁廢料,此舉可降低鋁合金生產的碳排放,有助于盡早達到碳中和目標。

 

免熱處理高韌性鋁合金材料壓鑄工藝

    熔化溫度:730 ℃±10 ℃、除氣時間:1015 min,與AlSi10MnMg相當;壓鑄溫度:700710 ℃,比AlSi10MnMg約高20 ℃;模具溫度:120180 ℃(根據產品實際情況);壓鑄參數:可參考AlSi10MnMg參數(根據產品實際情況)。

 

過程管控

    熔體凈化度(降低渣及氣孔含量)、真空度保證(模具密封、抽真空排氣)、預結晶控制(熔杯鋁液溫度、料筒加熱、壓鑄工藝)。

 

材料驗證

    (1)試片及平板模:力學性能測試(不同自然時效時間、烘烤工藝)、焊接、鉚接、膠結、噴涂等。

    (2)小型鑄件:減震塔等;不同位置力學性能(不同自然時效時間、烘烤工藝);中型鑄件:副車架、后縱梁等;不同位置力學性能(不同自然時效時間、烘烤工藝)。

    (3)大型一體化鑄件:前機艙、后地板等;不同位置力學性能(不同自然時效時間、烘烤工藝)。

 

工藝驗證

    (1)溫度:壓鑄溫度、模具溫度等。

    (2)速度:高速、中速等。

    (3)壓力:鑄造壓力。

    (4)時間:壓射時間、冷卻時間、增壓時間等。

 

結語

    藍天保衛戰雙碳政策驅動下,汽車節能減排、產業鏈低碳化發展形勢非常緊迫,一體化壓鑄免熱處理新型鋁合金材料的開發為整車零部件一體壓鑄工藝的優化和拓展提供了堅實基礎。圍繞一體化壓鑄免熱處理新型鋁合金的開發,檢測,應用及其發展趨勢展開深度交流和討論,充分展現了其在鋁合金原材料領域扎實的研發能力和深厚的技術積累,展示其原材料在多個行業的廣泛應用,給讀者帶來啟發。后續整車、壓鑄及原材料企業一起推進一體化壓鑄免熱處理工藝在整車零部件上的應用,為早日實現汽車產業的碳達峰和碳中和貢獻自己的一份力量。

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