新型真空高压铸铝车身结构件的材料研发
2019-03-11 13:46:31
跟着人们对环保和乘用车轻量化需求的日益增长，传统车身结构件的坏处也日益闪现。传统的车身结构件，一般是用结构钢板，冲压成型后进行焊 接，或运用紧固件衔接。这样的结构重量大，衔接点多，需求多道工序才干取得杂乱的车身结构。 如改用轻合金薄壁大型铸件，一方面可取得明显的减重效果;另一方面，因为只运用一个零件即可取得杂乱的结构，然后削减了成型和衔接环节。 据此，为某高级轿车规划开发的新式零件 “Shock Tower”，就是以减重为首要方针，并将杂乱的结构经过铸造一体成型的全新规划。Shock Tower 又可称为前轮罩，它是衔接车身和底盘的重要结构件。其形状如图1所示，三维均约500 mm，绝大部分部位壁厚仅约3 mm。 Shock Tower 除了强度要求外(抗拉≥180MPa， 屈从≥120MPa)，也触及到多种衔接技能，特别是一些铆钉的衔接，如图2 所示，要求材料具有至少10% 的断后伸长率，否则将发作不行承受的开裂。 1 选材战略 1．1 汽车行业常见铸铝工艺的分析 现在汽车行业常用的铸铝件，首要是经过高、低压铸造取得的，传统的重力浇注反而不多。 关于 Shock Tower 这样形状杂乱的大型薄壁件，假如选用重力或低压铸造，因为充型速度有限，铝汤将在金属模的快速冷却下，在充型完结前即很多凝结，然后构成浇缺乏或冷隔等缺点。 高压铸铝件(以下简称“压铸件”)，是将铝汤在大吨位的压机推进下完结充型，然后在金属模中快速凝结，以取得细微的晶粒和较高的强硬度。其特色是成型好、凝结快、作业效率高、强硬度高，但遍及缺点就是脆性大，一般断后伸长率都低于3%。 运用凝结潜热高的铝硅合金高压铸造 Shock Tower，能够给铝汤供给满意的充型速度和凝结时刻以保证充型。但10%的断后伸长率要求，关于压铸件而言是史无前例的应战。一般铝硅合金可经过蜕变和热处理来改进共晶硅相(以下简称“硅 相”)，使针片状的硅相圆润，来进步塑性。但关于压铸件，还存在以下两个问题。 金属模薄壁件凝结速度快，会影响蜕变效果; 压铸件在充型时，铝汤会裹入很多气体，除发作气孔外，还会在后期热处理时发作铸件近表面气泡兴起问题，如图 3 所示。这是因为铸件凝结后再 进行热处理，气孔将因高温而胀大，合金也因高温 而软化。而此刻已没有凝结时的金属模具阻挠，所以简单在铸件表面构成鼓包。严峻的鼓包，除影响外观外，也将在受载时成为应力会集点，或许导致裂纹从鼓包处来源。所以传统压铸件一般不进行热处理操作。 1．2 打破传统的真空高压铸铝 将压铸模具抽为真空，就能够明显削减充型时裹入的气体。这样在凝结成型后再对零件进行固溶和人工时效热处理，可不发作鼓包问题。而此刻因为硅相经热处理后颗粒更圆润，然后能够明显进步材料塑性，到达断后伸长率规划目标。 这样的真空高压铸造件，除保留了压铸件固 有的长处外，还能够适用铆接、焊接(相同因裹入气领会构成焊接气孔和鼓包)等更灵敏的衔接方 式，用于要求高塑性、耐性等多种受载场合，是对压铸工艺具有历史意义的改造。 华中科技大学的材料成形与模具技能国家重 点实验室也成功地运用铝镁合金 ZL101 － T6 完结 了真空压铸件的试制。这以后研制的某轿车底盘 件，断后伸长率可达 7.3%，是国内十分成功的范 例。但需大批量出产 10% 以上的真空压铸件，在国内尚鲜有先例。 2 成分规划 2．1 传统压铸件的成分特色 为保证充型才干、抗热裂和削减缩孔，传统压铸件一般选用高硅的铝合金。一起为进一步进步强度，铜和镁元素也是常常增加的。 镁元素与硅构成的Mg2Si硬质相，需经过恰当的热处理，才干起到杰出的强化效果。而Al2Cu硬质相，即便不进行热处理也能起到明显的强化效果。所以传统压铸件更多倾向于增加铜元素。 压铸件为削减粘模，铁含量一般较高。但铁 元素在铝合金中易构成针状脆性相，如图 4 所示，也是导致压铸件脆性高的原因之一。 蜕变剂对硅相的蜕变效果如图 5 所示。但因为压铸件凝结速度快，会削弱蜕变效果。加上传统压铸件对塑性要求低，所以一般都不增加等蜕变剂。 2．2 真空压铸件改进元素的增加 因为 Shock Tower 对塑性要求高，其成分规划 应不同于传统的压铸件。尽管为保证铸造功能， 坚持了以硅元素为主(硅含量取 8% ～12%，在真空压铸条件下此含量的铸造功能和强度都较好)，但进行了以下改进立异: (1)铜元素下降了塑性，改为以镁元素为首要强化元素，经过热处理取得所需机械功能。 (2)经过增加元素，对硅相形状进行先期的改进。 (3)经过增加较多含量的锰元素，以削减含铁脆性相对机械功能的影响。 综上所述，终究拟定的铝合金牌号为:AL－C－D－Si10MnMg。详细成分目标因触及公司技能秘要，在此不予揭露。 3 热处理准则 尽管从成分规划进步行了蜕变处理，但仍是需求对Shock Tower进行热处理，才干进一步进步性 能，特别是材料塑性，以到达断后伸长率规划目标。 3．1 铸造铝合金一般热处理办法 铸造铝合金的热处理，是经过固溶和时效等进程来改动铸件的金相安排，操控强化相的形状、 巨细、散布和数量，以取得希望的材料功能的办法。按美国金属手册的界说，首要热处理准则有: T4:固溶热处理后，没有饱尝冷加工，经过室温时效使其机械功能安稳化。一般强度较低。 T5:从高温成型工艺冷却后，比方铸造或揉捏后，没有饱尝冷加工，经过人工时效(沉积热处 理)，而得到改进的机械功能和尺度安稳性，能获 得较高的强度。特别是没有经过固溶处理，节省 了动力、时刻，并削减了淬火时的变形和剩余 应力。 T6:固溶热处理后，没有饱尝冷加工，经过人工时效(沉积热处理)，而得到改进的机械功能和尺度安稳性，往往是为了取得最高的强度。 T7:固溶热处理后，经过人工时效(沉积热处 理)到达过时效的程度。安稳化热处理尽管会使 强度下降，但可进步塑性、尺度安稳性和抗应力腐蚀的才干。 3．2 Shock Tower 热处理准则的建立 关于 Shock Tower，首要最多的强化相是共晶 硅相。铸造态(以下简称为“F”态)安排中的共晶 硅蜕变效果如因快速凝结而不行抱负，应经过适 当的热处理，将共晶硅颗粒化、圆润化。这样下降 了尖利安排的应力会集，可起到进步塑性和强度 的效果。 其次，关于铝镁硅合金，无论是铸铝合金仍是 用于塑性变形加工的变形铝合金，Mg2Si 也是其主 要的强化相。未经热处理的 Mg2Si往往较集结，呈 粗大的骨骼状，如图 6 左上图所示。这样的 Mg2Si 起到的效果更接近于脆性的夹杂物，很难对机械功能有好的奉献。经过适宜的热处理，能够使 Mg2Si 在铝基体中均匀弥散地散布，且颗粒细微， 一般用金相显微镜很难观察到，如图 6 右上图所 示。这样的安排可强化基体，进步材料机械功能。 Shock Tower 有必定的强度要求，且塑性要求 十分高。先期的实验发现T4强度太低，而T6塑性不能合格。且关于这样的大型薄壁零件，假如 进行固溶处理，零件变形将十分严峻。T7 尽管要 固溶，但强度和塑性都能满意规划。与不必固溶 处理的 F 和 T5 状况比较，强度要求都能满意，但 断后伸长率仅 T7 状况的才干安稳合格，如表 1 所 示。经过金相安排能够看到，经蜕变处理的真空 压铸件，再进行 T7 热处理，已很难找到针片状的 共晶硅相，如图 7 所示。尽管共晶硅相的长大会 构成强度的下降，但圆润的形状将明显进步材料 塑性变形才干。 终究 Shock Tower 挑选的热处理准则是 T7，并 经过特殊的固溶淬火工艺和特制零件夹详细系， 处理了大型薄壁件在热处理进程中的变形问题。 详细工艺参数细节因触及公司技能秘要，在此不 予揭露。 4 零件试制验证 经过 CAE 等手法进行了模具规划，终究完结 了实践铸件，如图 8、9 所示。图 9 中标记为3#的 区域，是相对较易发作内部缺点的部位。 经 T7 热处理后的 Shock Tower 样件，除成分 和静拉伸功能均契合规划目标外，零件表面也进 行了目视检测，未发现鼓包缺点。对规划要求区 域进行了 X － ＲAY 内部缺点检测，也均满意ASTM E505－level1级水平，图10即为3#区域的X-RAY检测相片。至此，真空高压铸铝件Shock Tower的材料研制作业基本完结。 5 结语 本文依据新式车身结构件 Shock Tower 在减 重和机械功能等方面的规划要求，选用打破传统的真空高压铸铝工艺，并进行了相应的成分规划 和热处理拟定，成功完结了满意零件规划要求的 高塑性压铸铝材料研制。 本项意图研制成功，不仅是对传统压铸工艺 的一次重大打破。关于乘用车轻量化结构规划， 运用轻金属铸件替代传统钢架结构，也给予了很有价值的学习。
镀锌角钢价格
2017-06-06 17:50:06
镀锌角钢作为一种重要的镀锌钢材产品，它的
价格
直接影响了国内钢材
市场
镀锌产品的
价格
，同时其他的产品也会左右镀锌角钢的
价格
。现在整个镀锌
市场
的
价格
都在继续上升。近几日国内各省份镀锌角钢的
价格
：乌鲁木齐4300~4550元/吨不等，部分型号货少；常州4380~4430元/吨不等，货少；沧州
价格
4200~4600元/吨不等，上涨50；鞍山4220元/吨，均价，货少；成都4370~4450元/吨不等，缺货；厦门4500元/吨，均价，缺货；哈尔滨
价格
4280~4350元/吨，上涨50元，缺货；合肥4300~4400元/吨，上涨120，货少；杭州
价格
4230~4470元/吨不等，仍旧缺货。从上面镀锌
价格
的
价格
，可以看出国内镀锌角钢的
价格
在4200~4600元/吨之间，但是很多地方都存在缺货或货少的情况，镀锌角钢
市场
供不应求。角钢俗称角铁、是两边互相垂直成角形的长条钢材。有等边角钢和不等边角钢之分。等边角钢的 两个边宽相等。其规格以边宽×边宽×边厚的毫米数表示。如“∠30×30×3”，即表示边宽为 30毫米、边厚为3毫米的等边角钢。也可用型号表示，型号是边宽的厘米数，如∠3#。镀锌角钢的货少或缺货，直接影响了镀锌角钢的
价格
，导致现在镀锌角钢的
价格
持续上涨，整个镀锌钢材
市场
的
价格
也不稳定。供不应求，我们需要大量的进口，国际
市场
锌
价格
也在上升，镀锌角钢的
价格
自然不会向下坡走。
镀锌圆钢价格
2017-06-06 17:50:06
广州钢材
市场
今日镀锌圆钢的
价格 镀锌圆钢，一种镀锌钢材产品，在钢材表面镀上一层锌，其主要目的是耐腐蚀。圆钢属于简单断面型钢，还有方钢、扁钢、角钢、六角钢等。圆钢是指截面为圆形的实心长条钢材。其规格以直径的毫米数表示，如“ 50”即表示直径为 50毫米的圆钢。 圆钢分为热轧、锻制和冷拉三种。热轧圆钢的规格为5.5-250毫米。其中：5.5-25毫米的小圆钢大多以直条成捆供应，常用作钢筋、螺栓及各种机械零件；大于25毫米的圆钢，主要用于制造机械零件或作无缝钢管坯 圆钢与其它钢筋的区别:1.外型不一样,圆钢外型光圆,无纹无肋,其它钢筋表面外型有刻纹或有肋.这样就造成圆钢与混凝土的粘结力小,而其它钢筋与混凝土的粘结力大。2.成份不一样,圆钢(一级钢)属于普通低碳钢,其它钢筋多为合金钢。3.强度不一样。圆钢强度低,其它钢强度高,即直径大小相同的圆钢与其它钢筋相比,圆钢所能承受的拉力要比其它钢筋小,但圆钢的塑性比其它钢筋强,即圆钢在被拉断前有较大的变形,而其它钢筋在被拉断前的变形要小得多。镀锌圆钢在钢材
市场
上的
价格
最近有所上涨，供不应求，可见现在镀锌
产业
的发展前景良好。
镀锌卷价格
2017-06-06 17:50:05
镀锌卷，一种表面镀有锌的钢铁材料。镀锌卷是镀锌板的前身，利用设备把镀锌卷剪切成板而已，用叉车或者航吊把镀锌卷放到架子上然后通过设备的传送、压平、剪切而成。宽度都是标准宽度一米、一米二五、一米五三种，长度随意。今日国内钢材
市场
部分镀锌卷的
价格行情
价格
.JPG" />目前，国内钢材
市场
供不应求，每年都需要大量进口产品，不止镀锌卷的
价格
攀升，其他钢材放入
价格
也在不断上涨，发展前景良好。
镀锌卷板价格
2017-06-06 17:50:09
现在国内钢材
市场
的镀锌卷板
价格
暂时稳定，没有很明显的涨跌趋势。下面是近段时间国内各钢材
市场
的镀锌卷板
价格
：华东地区
价格
：5400~5950元/吨，均价5700元/吨；邯郸
市场
：5200~5500元/吨，均价5350元/吨；广州
市场
5250~5700元/吨；深圳
市场
：5350~5800元/吨；上海
市场
5300~5500元/吨不等。卷板分为冷硬卷板和冷轧卷板。两者的区别在于，外观上，一般冷硬卷板有点发微乌；表面质量、结构、尺寸精度等冷轧板要比冷硬卷板要好；性能上，由于热轧卷板经过冷轧工序直接得到的冷硬卷板在冷轧时发生加工硬化，导致屈服强度增加、并残留了部分内应力，外在表现为较“硬”故称冷硬卷板。冷轧板卷式热轧卷板经过酸洗、冷轧、罩式退火、平整、（精整）得到的。冷轧板卷的退火态是冷硬卷板在卷制前经过罩式退火得到的，退火后其加工硬化现象、内应力被消除（大大减落），即屈服强度降低接近到冷轧前。一般冷轧板卷的默认交货状态为退火态。镀锌卷板由于涂镀工艺中处理方式不同，表面状态也不同，如普通锌花、细锌花、平整锌花、无锌花以及磷化处理的表面等。镀锌卷板应具有良好的外观，不得有对产品使用有害的缺陷，如无镀、孔洞、破裂以及浮渣、超过镀厚、擦伤、铬酸污垢、白锈等。近几年，镀锌卷板的生
产量
逐渐增加，出进口量也在逐年增加，幅度大于生
产量
。而我们的镀锌卷板的消费量主要依靠进口。
镀锌铁皮价格
2017-06-06 17:50:05
现在国内钢材
市场
上，镀锌铁皮的
价格
在5500元/吨左右。镀锌铁皮，galvanized sheet iron ，俗称白铁皮。镀锌的低碳钢薄板，厚度为0.44～1.22mm，镀锌层厚度不小于0.02mm。不易生锈腐蚀，有平板和瓦楞形(波形)两种。常用于制造屋面、卷管和各种容器等。未镀锌的薄板俗称黑铁皮。镀锌铁皮又称镀锌板，镀锌钢板是为防止钢板表面遭受腐蚀，延长其使用寿命，在钢板表面涂以一层
金属
锌，这种涂锌的薄钢板称为镀锌板。热浸镀锌钢板，将薄钢板浸入熔解的锌槽中，使其表面粘附一层锌的薄钢板。目前主要采用连续镀锌工艺生产，即把成卷的钢板连续浸在熔解有锌的镀槽中制成镀锌钢板。
价格
.jpg" />表为国内某省份钢材
市场
镀锌板卷的
价格行情
镀锌价格
2017-06-06 17:50:05
目前国内钢材
市场
的镀锌钢材的
价格
仍在上涨，有些甚至缺货。就拿今日的南京钢材
市场
来说，几乎所有的钢材的
价格
都有小幅度的涨价。 由此可见，镀锌钢材
市场
的前景一片大好，
价格
还会攀升。目前，国内镀锌的生产无论是数量还是品种均不能满足
市场
需求，每年需要大量进口，国内镀锌生产
市场
占有率较低，国内
市场
供不应求，
市场
潜力巨大。
镀锌丝价格
2017-06-06 17:50:06
目前，国内钢材
市场
的镀锌产品的
价格
都在上涨，镀锌丝
价格
也不例外，上扬幅度较小。某
金属
制品厂近日报出镀锌丝
价格
为4500元/吨，材质为铁丝，不含税。材质不同的镀锌丝
价格
不一样。例如镀锌钢丝的
价格
就会高于镀锌铁丝，因为钢又称碳素钢，是在铁中加入碳元素，材质比铁丝软，运用起来更方便。而我们经常说的镀锌丝主要是指镀锌铁丝。镀锌钢丝(galvanized steel wire)是把45#、65#、70#等优质碳素结构钢拉拔，然后再经镀锌（电镀锌或热镀锌）而成。镀锌铁丝采用优质低碳钢盘条加工而成，是采用优质低碳钢,经过拉拔成型、酸洗除锈、高温退火,热镀锌.冷却等工艺流程加工而成。镀锌丝具有良好的韧性和弹性，最高上锌量可以达到300克/平米。具有镀锌层厚，抗腐蚀性强等特性。广泛用于建筑、手工艺品、编制丝网、高速公路防护栏、产品包装及日常民用等各个领域。镀锌丝
价格
上涨是现在国内钢材
市场
的必然结果，近年来，我国镀锌产品的消费量不断上涨，主要是依靠进口产品，国内
市场
供不应求，所以镀锌丝
价格
持续上升。还有一个原因，是镀锌原料锌的
价格
，锌的
价格
也会影响镀锌丝的
价格
，目前国内
市场
的锌
价格
也呈上升趋势。
镀锌板价格
2017-06-06 17:50:05
现在国内钢材
市场
镀锌板的
价格
暂时稳定，没有很大的涨跌动态。镀锌板是指表面镀有一层锌的钢板。镀锌是一种经常采用的经济而有效的防腐方法。全世界锌
产量
的一半左右均用于此种工艺。镀锌是为防止钢板表面遭受腐蚀延长其使用寿命。镀锌板的外观1.表面状态：镀锌板由于涂镀工艺中处理方式不同，表面状态也不同，如普通锌花、细锌花、平整锌花、无锌花以及磷化处理的表面等。 2.镀锌板应具有良好的外观，不得有对产品使用有害的缺陷，如无镀、孔洞、破裂以及浮渣、超过镀厚、擦伤、铬酸污垢、白锈等。
价格
.jpg" />表为江苏南京某一公司昨日的镀锌板
价格行情镀锌板
市场
概况及生产消费现状近几年，我国镀锌板的生
产量
在逐年增加，出进口量也在逐年增加，增长幅度高于生
产量
的增加；扣除生产重复统计后，镀锌板消费量约为527万吨。1999年以后，进口量超过了生
产量
，国内产品的自给率不足50％，并且有逐年降低的趋势。镀锌板消费量的增加主要依靠进口。近几年镀锌板进口逐年增长、进口的品种主要是电镀锌板，但电镀锌板进口的比例逐年降低；相应地，热镀锌板进口比例逐年增加，2003年我国热镀锌板的进口量第一次超过了电镀锌板的进口量。
镀锌方管价格
2017-06-06 17:50:05
今日国内钢材
市场
镀锌方管的
价格
价格
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价格
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价格
.JPG" />由图表可以看出，本周镀锌方管的
价格
较上周有上涨趋势，胜芳钢材尤为突出。方管，是方形管材的一种称呼，也就是边长相等的的钢管。是带钢经过工艺处理卷制而成。一般是把带钢经过拆包，平整，卷曲，焊接形成圆管，再由圆管轧制成方形管然后剪切成需要长度。一般是50根每包。方管有无缝和焊缝之分。方管的性能指标塑性：是指
金属
材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。硬度：是衡量
金属
材料软硬程度的指针。常用的方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）等方法。疲劳度：机器零件在循环载荷下工作的，在这种条件下零件会产生疲劳。冲击韧性：以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷，
金属
在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。强度：强度是指
金属
材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）的性能。
氧化锌结构
