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汽车用铝合金控制臂锻造工艺研究
| 论文题名： | 汽车用铝合金控制臂锻造工艺研究 |
| 关键词： | 汽车用铝合金控制臂;结构优化;数值模拟;锻造工艺 |
| 摘要： | 当代汽车正朝着轻量化、高速、安全、舒适、节能与低污染的方向发展。提高汽车的铝化率，是汽车工业发展的必然趋势。作为汽车中重要零件之一的悬架控制臂，它是底盘系统的重要安全件，在设计中要求强度高、可靠性好。它的强度直接关系到车辆和乘员的安全。本文采用铝合金锻件代替传统的钢板作为材料生产控制臂零件，以达到轻量化的目的。 本文开发了一种新型6000系铝合金来生产铝控制臂。通过热模拟实验和后续EBSD组织观察，获得了该材料的流变应力方程和在不同工艺下形成的变形组织，结果显示:该材料的亚晶或动态再结晶晶粒尺寸均随着Z参数的变大而减小。晶粒尺寸与Z参数的关系;材料在固溶后晶粒均发生了一定程度的长大，Z参数越小，长大的程度越小，Z参数为7.01×1012时，晶粒尺寸由7.278μ m长大为9.688μ m。随着Z参数的变大，固溶后的晶粒急剧长大，当Z参数为8.57×1020时，晶粒尺寸由2.686μ m长大为92.285μ m。 通过分析了7种工况下汽车铝制控制臂的受力情况，对其结构进行优化，确定了零件的最终形状。与钢制控制臂相比，减重约40％。 本文克服传统铝控制臂复杂的锻造工艺，采用异形坯料配合锻造的短流程锻造工艺。通过数值模拟的方法对异形坯料进行形状设计及锻造工艺的研究，随着初锻温度的提高和锻造速度的增大，材料的应变会先增大后减小。确定了异形坯料的形状和其锻造工艺，锻造温度为400℃，锻造速度10mm/s。该工艺下工业试生产的控制臂屈服强度约为381.5MPa，抗拉强度约为401MPa，延伸率在12％～15.6％之间，完全能够达到控制臂安全使用的要求。 通过本文的研究，利用新形6000铝合金的高强度，配合异性坯料配合锻造的短流程工艺生产汽车用铝控制臂是一种高效节能的方法。 |
| 作者： | 李忠磊 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 何立子 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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