试论高性能铝合金汽车底盘型材的生产工艺

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　　[摘要]本文主要对高性能铝合金汽车底盘型材的生产工艺进行了探讨，对生产过程中的熔炼、铸造等工艺进行合理制定，从而保证所制作出的产品符合用户需要，确保汽车正常行驶。
　　[关键词]铝合金;汽车底盘;生产工艺
　　相对于其他材料而言，铝合金材料重量較轻并且较为坚固，是汽车轻量化过程中的理想材料。根据相关实验研究，如果汽车整体的重量减少10%，那么其燃油效率会提升6%～8%。随着汽车数量的增多，为了减轻环境压力，可使用铝合金来制造汽车零部件，进而实现节能减排的目的，增强汽车动力，保证行驶安全。
　　一、明确铝合金成分
　　在生产高性能铝合金材质的汽车底盘型材时，需要先进行配料、熔炼、精炼、转注、除气，然后进行除渣与细化、铸造工作，再进行均匀化与机械加工，最后进行质量检验，合格后即可交货。但是在进行此些工艺生产前，需要对汽车底盘型材制造所使用的铝合金成分进行明确。现阶段，工业中一般会使用6xxx系列的铝合金进行生产作业，因为此系列的合金挤压性与焊接性较强，具有强度可控与成本低的优点。在此系列中6061铝合金的强度与综合性能较高，所以使用6061作为本次汽车底盘生产的主要材料。但是6061材料的挤压加工与淬火性能较差，易出现材料变形问题，会降低生产效率与合格率。因此，在利用此材料前，要优化6061铝合金。通过对6061铝合金进行多种方式的化学与性能分析后，其合理合金成分如表1。
　　二、优化熔铸工艺参数
　　在参数优化前，需要把握好熔铸条件。有关人员应当使用先进的25t的矩形固定熔炉进行熔炼，使用25t的立式铸造设备进行铸造，通过除气除渣等工序后进行工艺参数优化，之后进行同水平的半连续铸造作业，最后经过均匀化处理与机械加工之后，产出优质铸锭，以供挤压作业使用。
　　在制作汽车底盘的型材时，第一，熔炼。对于6061铝合金而言，要将其放入天然气的融化保温炉内熔炼。在装炉之前要进行预热炉温，待温度达到8000C左右时，按照lt：lkg的比例在炉内均匀撒上清炉剂，做好清炉工作，然后再装炉、熔炼。在熔炼时要使用永磁搅拌机，以此提升熔炼效率：熔炼温度要控制在720-750℃范围内。待熔炼取样化验分析符合标准后，才可进行下一步作业。
　　第二，精炼。要使用纯度在99.997%以上的高纯度氮气来精炼物质，其温度在720～750℃范围内，精炼剂的使用量为1.0～1.5kg/t，压力控制在铝液表面出现轻微翻滚即可，精炼时间约为15分钟。在精炼完成后，要将铝液表面的浮渣清除彻底，并在静置15～30分钟后对炉内溶体含氢量进行测试，测试结果如果低于0.18ml/100gAl即为合格。
　　第三，转注与变质处理。在铝液出炉之前，需要做好一些铸造准备工作，并对溜槽专注系统、铸造机的供水系统、预热、流盘等进行重点检查，保证各个结晶器的水帘是完整且均匀的。在进行转注时，要避免金属出现二次误差，对金属落差予以封闭，保证熔体可以在金属液面下正常流动。在过滤前，需要利用喂丝机把现状细化机放在流槽中，放入速度要依照合金的含金量来确定。
　　第三，过滤处理。为提升溶体纯度，要先使用泡沫陶瓷式的过滤器进行溶体再次出渣，同时在过滤箱的入口位置安装玻璃丝布当作过滤网，避免溶体中存留的非金属进入到铸锭内。之后再将溶体从静置炉中转注到铸造结晶设备中。要依照铝液的流量来明确过滤设备的规格，一般情况下，500mm的过滤板能够过滤的金属总量在30t左右：依照溶体的洁净度来明确目数，通常状况下，40ppi过滤板每次可以清除1/2的5um夹杂物。
　　第四，铸造。对于圆铸棒的生产要采取水平热顶铸造方式，其具体参数为：铸棒的规格是410mm：铸造温度700-720℃：冷却水压0.1-0.15MPa，水量为0.1-0.15L/min;铸造速度50-60mm/min。
　　第五，铁锭处理。在对铁锭进行均匀化处理时，需要在批示的均质炉内完成，具体均匀处理工艺参数为：铸棒规格410mm;加热温度550～570℃：加热时间2.5～3.5H;保温温度550～560℃：保温时间10H;利用风冷与雾冷结合的方式进行冷却。
　　三、挤压技术与热处理
　　高品质铝合金的汽车底盘型材属于一种较为特殊的型材，其结构为异型空心结构，空腔多、壁厚较薄，不仅要保证其强度较高，同时还要确保其尺寸精准，尽量保持轻量化。所以在生产时难度较高，需要极高的技术含量，难以批量生产。
　　在本次底盘型材生产过程中，需要将经过改进的强铝合金放入到70MN挤压设备的420mm*1200mm挤压筒中进行挤压，此设备的挤压方式较为特殊，属于分流组合式的单孔正向挤压。因为挤压的温度、速度与挤压力之间有着密切的联系，影响较大，所以在挤压温度为440℃时，将挤压速度提升为7m/min后，会存在挤压困难问题。在挤压时，挤压的压力与温度成反比，温度越高，压力越低。加之挤压温度能够增强合金塑形与变形能力，所以要将挤压温度控制在440℃以上。虽然挤压温度升高、挤压速度提升，可以产生结晶并帮助其长大，但是这会大大降低底盘型材的产品强度。当挤压温度500℃、挤压速度7m/min，此时型材强度最低。由此可见，为了提升底盘型材的性能，需要合理的降低挤压温度与毒素。在对挤压设备的性能进行全面考虑后，每项设定参数为：挤压温度480～500℃、挤压速度3-5m/min。在挤压后需要在淬火设备上进行淬火，并使用175℃*8H时效工艺予以处理。
　　四、结束语
　　综上所述，为了制作出高性能的铝合金汽车底盘型材，需要做好生产准备工作，并且要明确好每段施工的具体工作流程与参数。在正式生产前，需要确定好铝合金的化学成分，通过一定方式的改进来增强其强度，提升性能，从而使制作出的汽车底盘型材符合用户需求，能够生产出具备较高综合性能的汽车底盘。
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