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汽车轮毂用铝锭优化及轮毂缺陷分析
| 论文题名： | 汽车轮毂用铝锭优化及轮毂缺陷分析 |
| 关键词： | 汽车轮毂用铝锭;力学性能;铸造缺陷;工艺参数 |
| 摘要： | 随着人们生活水平的不断提高，汽车已经从一种奢侈品逐渐成为非常普遍的代步工具。然而，世界范围内能源危机及环境污染的加剧对汽车行业的发展提出了节能、减排的要求，因此铝合金轮毂在近几十年获得了飞速的发展。就铝合金轮毂的生产工艺而言，压力铸造工艺仍然是目前使用最普遍、生产成本最低的铝合金轮毂生产方法。在这种背景下，本文对铝合金轮毂使用的铝锭原材料进行了对比选择，确定了最佳的铝合金轮毂生产原料。同时对铸造铝合金轮毂的缺陷进行了分析，确定了缺陷产生的原因，提出了改善缺陷的合理性建议。 通过对比101铝锭、833铝锭、607铝锭的原始组织，产品试制以及批量生产过程中成品轮毂的组织、不同位置的机械性能对铝合金轮毂生产过程中的选材进行了优化。研究结果表明，101铝锭中的有害合金元素含量最少，有益合金元素含量最多，并且101铝锭中的晶粒尺寸较小，排列规则，共晶硅颗粒形状圆润，分布均匀。利用101铝锭生产的铝合金轮毂具有更加稳定的力学性能。经过相同的处理工艺处理后，利用101铝锭生产的铝合金轮毂的塑性性能更好，从多批次铝合金轮毂过程性能到成品性能的损失率、热处理过程性能合格率、以及量产轮型性能总体合格率来看，101铝锭更加适合铝合金轮毂的生产。 对两条生产线上生产的铝合金轮毂的铸造缺陷进行了观察。二号生产线的轮毂缺陷的宏观形貌较一号生产线的轮毂更为复杂。一号生产线的铝合金轮毂以边界圆整的孔洞加内部碳氧夹杂为主，而针状β-Fe相所引起的狭长孔洞主要存在于二号生产线生产的轮毂上。另外，个别孔洞内还存在着纤维状夹杂物。内部含有碳氧夹杂物的缺陷是由于铝液中存在的气体在夹杂物表面形核所造成的，因此孔洞的边缘较为圆整。β-Fe相的存在会阻碍铝液补缩并促进孔洞的形成，最终形成复杂的孔洞形貌。孔洞内部存在的纤维状夹杂则是由于过滤网中的纤维丝脱落所造成的。针对以上缺陷产生的原因，提出了改进缺陷的建议。主要通过提高铝液质量、改善浇铸系统、优化浇铸工艺参数等手段综合提高铝合金轮毂存在的铸造缺陷。 |
| 作者： | 侯佳新 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 刘文昌;阿拉腾 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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