【正文】 .......................49 生產(chǎn)條件準(zhǔn)備 .....................................................................................................49 實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)流程 .....................................................................................................49 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的工藝參數(shù)確定 ................................................................................50 鎂輪轂產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室檢測(cè) .............................................................................................54 輪轂產(chǎn)品外觀檢測(cè) ..............................................................................................54 輪轂產(chǎn)品機(jī)械性能檢測(cè) .......................................................................................55 鎂輪轂服役性能臺(tái)架試驗(yàn)檢測(cè) ..................................................................................57 本章小結(jié) ..................................................................................................................61 7 結(jié) 論 .......................................................................................................................63 致 謝 .......................................................................................................................65 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................67 附 錄 .......................................................................................................................71 A. 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄及專利 ..................................................................71 B. 攻讀碩士學(xué)位期間主要參與的科研項(xiàng)目 .....................................................................71 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 VIII 1 緒 論 1 1 緒 論 前言 隨著 環(huán)保及 節(jié)能 成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)， 如何降低能耗、 節(jié)約能源、 提高能源利用率、減少環(huán)境污染是當(dāng)今人類所面臨的一個(gè)十分重要而緊迫的任務(wù) ，大量的關(guān)注度集中在了使用輕質(zhì)材料來(lái)實(shí)現(xiàn) 產(chǎn)品的輕量化 上 [1]。 關(guān) 鍵詞 ：鎂合金， 摩托車 輪轂，壓鑄， 有限元分析， 工藝 模擬 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 II 英文摘要 III Abstract The wheels are the most massive inertia moving parts of the road vehicle. Their weight saving will reduce the energy consumption and emissions of the vehicle most effectively. Therefore, it is of economically, technically and environmentally importance to promote the application of magnesium alloy on the wheels. However, the main stream wheels are mainly made of Al alloy and mainly produced by gravity diecasting or lowpressure diecasting characterized by their low productivity and lack of high pressure necessary for shrinkage feeding of magnesium, which, in turn, unable to produce quality Mg wheels with an acceptable productivity. Therefore, the key to promote mercial application of magnesium wheels is to develop a new high pressure diecasting technique that is not only suit to the casting properties of magnesium alloy, but also to meet the requirements for quality Mg wheels at a petitive productivity on coldchamber die casting machine. In the present study, aimed to produce Mg wheels for XGJAO export motorcycle, the structure of the original Al wheel was redesigned, a new vacuum aided high pressure diecasting technique was developed, the cast mold were designed and the processing parameters were optimized, and a trial casting unit consisting of a modified coldchamber diecasting machine and a vacuum system were prepared. Then, prototype Mg wheel were produced by trial production, followed by processing quality and service property testing. The main achievements of the present study are as follows: ① According to the structural characteristics of the wheel, a vacuum aided high pressure die casting technique capable of feeding the solidification shrinkage on both ends of the spokes was invented, followed by patent application。 本課題以 新感覺(jué) 出口 摩托車 輪轂為 對(duì)象， 通過(guò)新型高壓鑄造工藝研發(fā) 、輪轂材料替代 設(shè)計(jì) 及 工藝 結(jié)構(gòu)優(yōu)化， 鑄造工藝及 模具優(yōu)化設(shè)計(jì) 、樣件生產(chǎn)及 工藝品質(zhì)與服役性能 檢測(cè)，形成能夠用于工業(yè)生產(chǎn)的輪轂 真空輔助 高壓鑄造技術(shù)，為輪轂在 存量 臥式 冷室 壓鑄機(jī)上 的規(guī)模化 生產(chǎn)提供指導(dǎo)。 鎂合金輪轂真空高壓鑄造技術(shù)研究 重慶大學(xué) 碩 士學(xué)位論文 學(xué)生姓名：劉偉召 指導(dǎo)教師：龍思遠(yuǎn) 專 業(yè)：材料加工工程 學(xué)科門類：工學(xué) 重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 二 O 一一 年 五 月 A Study on Vacuum Aided High Pressure Diecasting for Mg Wheel A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Master of Engineering by Liu Weizhao Supervisor by Prof. Long Siyuan Major: Material Processing Engineering College of Material Science and Engineering of Chongqing University, Chongqing, China May, 20xx 中文摘要 I 摘 要 輪轂作為 汽車、摩托車的慣性運(yùn)動(dòng) 部件，其輕量化 將顯著降低 行駛能耗和排放，推動(dòng) 鎂合金在輪轂上的應(yīng)用 ，是 車輛 通過(guò) 輕量化 實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的最有效 途徑 。 本文 取得的 主要成果如下： ① 根據(jù)輪轂 工藝結(jié)構(gòu)特征，提出了基于臥式冷室壓鑄機(jī)、能同時(shí)對(duì) 輪輻兩端熱節(jié)進(jìn)行凝固收縮補(bǔ)償?shù)妮嗇?真空高壓 鑄造新方法，并申請(qǐng)了發(fā)明專利； ② 完成了新感覺(jué)鋁合金輪轂的 三維造型 和服役狀態(tài)有 限元應(yīng)力分析 ，逆向確定了原輪轂設(shè)計(jì)的疲勞準(zhǔn)則； ③ 根據(jù) 鎂合金 輪轂的機(jī)械性能， 對(duì) 輪轂產(chǎn)品的服役及工藝結(jié)構(gòu)進(jìn)行再設(shè) 計(jì) ，在滿足結(jié)構(gòu)工藝要求的前提下，使 鎂合金輪轂 服役 應(yīng)力 變化 更加緩和， 安全服役系數(shù) 從 提高到 ，實(shí)現(xiàn)減重 38%。 ② Acplished 3D modeling of XGJAO Al wheel and its service condition finite elemental analysis. Then, the fatigue design criteria was reversely determined。 交通工具對(duì)低排放、高效率、輕量化要求的提高， 使得 高性能輕質(zhì)合金材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用引起 了 交通制造業(yè) 越來(lái)越多 的關(guān)注 [2]。 按使用量每年增長(zhǎng) 20%計(jì)，全球可開(kāi)采和使用的鎂資源達(dá)千年以上。 因此，在世界范圍內(nèi)，鎂合金作為一種迅速崛起的新興結(jié)構(gòu)材料，并以每年 15％的速率保持連續(xù)快速增長(zhǎng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋁、銅、鋅、鎳以及鋼鐵的應(yīng)用增長(zhǎng)速度 [8]。其中， 為 解決鎂合金鑄造成形過(guò)程中的工藝、裝備、模具及表面處理等關(guān)鍵技術(shù)難題，建立一套完整的鎂合金生產(chǎn)技術(shù)體系及規(guī)范 ，德國(guó) 制定了 MADICA 計(jì)劃，該計(jì)劃的制定和實(shí)施極大的推動(dòng)了鎂合金在德國(guó)的應(yīng)用 [1113]。 交通工具輕量化與鎂合金在交通工具上的應(yīng)用 世界 交通運(yùn)輸 業(yè) 面臨著能源、公害和安全 等問(wèn)題， 其中 尤以 能源問(wèn)題最為突出 。實(shí)現(xiàn)輕量化的途徑和關(guān)鍵技術(shù)主要有 ：① 輕質(zhì)材料的應(yīng)用； ② 結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì)與優(yōu)化； ③ 新型成型制造工藝技術(shù)的應(yīng)用。 從 上世紀(jì) 20 年代，德國(guó)率先把鎂合金應(yīng)用于汽車 開(kāi)始，到 目前 為止 ，汽車中已超過(guò) 60 個(gè)零部件采用了鎂合金 ， 且主要用于儀表盤、座椅架等車內(nèi)構(gòu)件，門框、尾板等車體構(gòu)件，變速器殼體、離合器殼等發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)件，輪轂、引擎托架等底盤構(gòu)件 [l4,l5]。 近年來(lái)，隨著國(guó)外鎂合金應(yīng)用技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化的飛速發(fā)展， 在 我國(guó) 政府的重視和支持下，關(guān)于 鎂合金應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化技術(shù) 的 研究也越來(lái)越多， 使得我國(guó)汽車摩托車用鎂量 以年均 15%的速度增長(zhǎng)。 摩托車 自重 每 減輕 10％，其燃油 經(jīng)濟(jì)性就 可提高 ％ ， 由此可見(jiàn)， 輕質(zhì)的 摩托車輪轂 具有相當(dāng)明顯的 節(jié)油 降耗 效果 ，并 相應(yīng)地提升了摩托車的續(xù)航能力 。 ③ 輕質(zhì) 輪轂使摩托車 更舒適 摩托車懸掛系統(tǒng)的 彈簧是為了 在輪轂發(fā)生上下顛簸時(shí)，將輪轂推向地面， 保持輪胎與地面之間的緊密接觸 的。但是因?yàn)?當(dāng)時(shí)鎂合金 輪轂的制造技術(shù)不成熟、價(jià)格高昂 、 容易腐蝕等問(wèn)題，一直未得到規(guī)?；瘧?yīng)用。其它將鎂合金輪轂用于轎車的公司還有意大利的 GRIMECAM公司、 BBS 公司、英國(guó)的 DYMAG 公司等。 但在 這一時(shí)期國(guó)內(nèi)鋁輪轂生產(chǎn)技術(shù)工