镁合金汽车发动机支架的挤压铸造制备方法
2019-11-26

镁合金汽车发动机支架的挤压铸造制备方法

本发明涉及一种镁合金汽车发动机支架的挤压铸造制备方法,包括镁合金成分设计、合金熔炼变质、合金液定量浇注、间接挤压铸造以及铸件热处理。首先将镁、铝、锰、锌、稀土等金属原料按一定重量百分比配制好,加入坩埚熔化炉内熔化、精炼与变质处理,然后采用定量浇注泵向挤压铸造机加料室输送合金液,挤压铸造机冲头向发动机支架模具型腔推注合金液并增压使镁合金液结晶,获得镁合金发动机支架挤压铸造零件,再对零件进行固溶时效强化处理,得到力学性能优越的汽车发动机支架。本发明采用镁合金作为发动机支架的材料以获得较好的减重效果,采用挤压铸造工艺可以细化材料组织,提高产品综合性能,符合了汽车零部件的高品质、高性能的要求。

本发明涉及一种镁合金汽车发动机支架的挤压铸造制备方法,属于合金制造技术领域。

为了低成本的生产高性能的镁合金发动机支架,本发明选用Mg-Al系AZ91D合金为基础,在考虑较高压力下结晶对Mg-Al系合金凝固相图的影响(即,高的结晶压力可使合金化元素在镁基体中的最大固溶度降低并使共晶点向富镁方向偏移)的情况下,适当降低合金中Al元素的含量,同时添加少量混合稀土,形成组分的优化配制,既保证挤压铸造凝固组织中具有足够的强化相,又避免压力结晶引起的强化相的偏析造成产品脆性增加。

为了节能降耗、减少废气排放、提高驾乘舒适度和车辆力学性能,现在汽车正在向轻量化方向发展。从结构材料的角度出发,实现车辆轻量化的主要手段是采用具有高比性能的轻质材料代替传统材料。镁合金是最轻的金属结构材料,具有价格低、高比性能(比强度和比刚度)、突出的阻尼减振性能等特点。将镁合金用于汽车结构,能降低车辆自重及燃油消耗,降低车辆的振动和噪声,提高车辆的加减速动力学特性,既能达到节能环保的目的,又能较显著改善车辆的驾乘舒适度。现在镁合金在汽车上的应用,主要是采用铸造或压铸生产的一些在较低工作温度下运行的壳体型零件(如手动变速器壳和盖、离合器壳等)和车内部件(如方向盘系统、仪表面板等)等中低强度力学性能要求零件,而这些零件在整车中所占重量比是十分有限的。据世界镁协统计,2005年全球汽车工业采用的镁合金压铸件约为12.8万吨,目前每辆轿车平均用镁量为4公斤,仅占汽车自重的0.3%。要进一步扩大镁合金在汽车上的用量,首先必须低成本地实现动力系统和传动部件以及底盘部件等中高强度零件的镁合金化,如发动机支架、空调支架等综合力学性能要求较高的零件。将镁合金应用于这类零件不仅可以获得较好的减重效果,而且能减小发动机和空调压缩机等部件的振动,提高其工作效率。

本发明的方法具体包括如下步骤:1、镁合金材料组分的重量百分比为:6~8%Al,0.17~0.4%Mn,0.45~0.9%Zn,0~0.5%RE,Si<0.05%,Cu<0.025,Ni<0.001%,Fe<0.004%,其余为Mg。