隨著汽車輕量化的發(fā)展以及愈來愈嚴(yán)格的節(jié)能環(huán)保要求，汽車上許多原來用鑄鐵、鑄鋼的零部件正在向輕合金如鋁、鎂合金轉(zhuǎn)變。由于材料力學(xué)特性及成形工藝的差異，在此轉(zhuǎn)變過程中，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需要隨之變化，即需要改變?yōu)檫m合于鋁、鎂等合金成形的結(jié)構(gòu)。而壓鑄作為鋁、鎂合金的重要成形方法，具有生產(chǎn)率高、尺寸精密度高等優(yōu)點(diǎn)，在汽車零部件的開發(fā)及生產(chǎn)上擁有巨大的優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力，因此也成為汽車零部件輕量化的優(yōu)選成形工藝。

本課題以某冷卻水連接器鑄件的輕量化為例，基于MAGMASOFT軟件的溫度場(chǎng)、熱節(jié)分布等計(jì)算結(jié)果，采用減小壁厚、設(shè)置加強(qiáng)筋等措施，優(yōu)化了冷卻水連接器鑄件結(jié)構(gòu)，使原本采用砂型鑄造的鑄鐵件改為了適于壓鑄的鋁合金件，通過對(duì)連接器的壓鑄成形工藝如澆注、冷卻、排溢等進(jìn)行計(jì)算，確定了合理的工藝方案。

圖文結(jié)果

圖1為冷卻水連接器的模型圖，原為鑄鐵件。為減輕質(zhì)量,擬將此產(chǎn)品改為鋁合金，采用壓鑄生產(chǎn)。該零件外形輪廓尺寸為140mm×127mm×48mm，鋁合金材料為A380，其成分見表1。產(chǎn)品氣密性要求在150kPa下泄漏量≤4.8cm³/min。鑄件外觀不能存在冷隔、裂紋等缺陷，內(nèi)部品質(zhì)符合ASTM E505A2級(jí)或以上。

表1 A380鋁合金的化學(xué)成分（%）

圖1 鑄件結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 熱節(jié)分析對(duì)比圖

圖3 凝固9.2s后鑄件的溫度分布

圖4 工藝方案示意圖

圖5 優(yōu)化結(jié)構(gòu)后鋁合金充型過程模擬

圖6 氣壓分布圖

表2 壓鑄試制工藝參數(shù)表

圖7 鑄件實(shí)物圖

圖8 壓鑄件X光照片

借助于MAGMASOFT軟件的熱節(jié)分布計(jì)算模塊，優(yōu)化了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使得產(chǎn)品的鑄造工藝性得到改善。基于優(yōu)化后的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了壓鑄模的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及排溢系統(tǒng)，模擬分析了鋁液的充型及凝固過程，驗(yàn)證了工藝方案的合理性。產(chǎn)品壓鑄后的內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)顯示，鑄件內(nèi)部品質(zhì)符合ASTM E505A2級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，氣密性符合要求。

本文作者：
盧廣英 余亮 萬里 汪學(xué)陽 黃志垣

廣東鴻圖科技股份有限公司

本文來自：《特種鑄造及有色合金》雜志，《壓鑄周刊》戰(zhàn)略合作伙伴