鎂合金方向盤

1、基于壓鑄鎂合金的汽車方向盤骨架一、 歷史背景隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展, 汽車的速度越來越快,外形越來越漂亮,內(nèi)部裝飾越來越復(fù)雜多樣,內(nèi)在的科技含量越來越高。方向盤也發(fā)生了不小的變化。鎂合金是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,具有比強度高,阻尼、吸震及降噪性能優(yōu)越,鑄造成形、機加工和表面裝飾性能好,易回收等優(yōu)點。鎂合金應(yīng)用于方向盤可實現(xiàn)輕量化,又可降低路面和控制系統(tǒng)的震動,同時發(fā)生意外時,鎂合金方向盤可吸收更多能量,保證駕駛員安全,因此具有低碳鋼、工程塑料等傳統(tǒng)方向盤無法比擬的性能優(yōu)勢。因此， 利用鎂合金取代鋼鐵、鋁合金等其他傳統(tǒng)材料制造汽車方向盤骨架，將是一種必然的趨勢。二、 技術(shù)方案1. 合金材料

2、選用以鋁作為主要合金化元素,隨著含鋁量的減少,合金的韌性逐漸增加,因此,低鋁型am 系列鎂合金比較適合于方向盤等安全部件。但是,隨著鋁含量的降低,一定程度上降低了合金的鑄造性,所以,在選擇能夠達(dá)到所需力學(xué)性能的合金時,應(yīng)確保較高的含鋁量以保證其鑄造性,因此,選用具有較高強度和良好韌性同時具有一定鑄造性能的am60 作為該方向盤的材料。根據(jù)從網(wǎng)上搜索到的資料分析，該系列鎂合金力學(xué)性能良好，彈性模量e 可達(dá)到45 gpa ,泊松比為0. 35 ,抗拉強度b200mpa，屈服強度s130mpa，延伸率6%（50mm標(biāo)距）。在重量上，比傳統(tǒng)鐵、鋁合金在材料減輕30%以上；鎂合金方向盤的工藝合格率與鋁合

3、金方向盤相當(dāng)，達(dá)到85%以上；性能完全符合方向盤的要求。2. 零件圖3. 模型設(shè)計及制造工藝方向盤主要承受因扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的交變應(yīng)力。根據(jù)方向盤力學(xué)性能試驗標(biāo)準(zhǔn)要求,靜扭破壞力矩應(yīng)大于300 n ·m , 方向盤本體結(jié)構(gòu)應(yīng)以有限元分析得到的方向盤再設(shè)計三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)。壓鑄成型過程具有高壓力和高速度充型的特點，可以壓鑄壁薄、形狀復(fù)雜以及具有很小孔和螺紋的鑄件，還可壓鑄鑲嵌件，壓鑄件的強度和表面硬度較高，是生產(chǎn)鎂合金零部件有效方法。針對方向盤的整體結(jié)構(gòu),結(jié)合鎂合金本體材料疲勞性能對內(nèi)在缺陷非常敏感的特點,對新材料結(jié)構(gòu)的成形工藝因素進(jìn)行分析,在獲得最佳性能結(jié)構(gòu)的同時獲得能確保鑄件質(zhì)量的

4、最佳工藝結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)組合,滿足構(gòu)件對鑄件內(nèi)在質(zhì)量及相關(guān)疲勞性能的需求,為實現(xiàn)新材料在方向盤上的合理應(yīng)用奠定生產(chǎn)基礎(chǔ)。針對上述情況,根據(jù)壓鑄工藝要求,初步設(shè)計方向盤壓鑄模澆注系統(tǒng)。鎂合金壓鑄成型技術(shù)主要包括鎂合金熔化及保護、壓鑄設(shè)計、工藝過程控制，承力零部件的后續(xù)熱處理等。用數(shù)值模擬軟件對設(shè)計的壓鑄工藝方案進(jìn)行壓鑄過程模擬,通過對充型過程、凝固過程及壓鑄過程中鑄造缺陷進(jìn)行分析,進(jìn)一步優(yōu)化方向盤澆注、排溢系統(tǒng)和工藝參數(shù)組合。最終的方案為生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良的方向盤壓鑄件提供重要的參考?？衫矛F(xiàn)有普通冷壓室壓鑄機生產(chǎn)鎂合金壓鑄件。三、 市場預(yù)測及價格分析 據(jù)國外預(yù)測，未來汽車都將安裝安全氣囊。因鎂合金方向盤輕、減震和安全。汽車安裝安全氣囊后，幾乎所有汽車都要100%地?fù)Q成鎂合金方向盤。因私人轎車需求的增加和西部大開發(fā)等原因，今后幾年對汽車總需求量的平均增長率為10%左右。利用鎂合金取