镁合金汽车轮毂

1、镁台金制造的汽车轮毂20世纪70年代以来，各国尤其是发达国家对汽车的节能和尾气排放提出 了越来越严格的限制，1993-1994年欧洲汽车制造商提出“ 3公升汽油轿车” 的新概念。美国提出了 “ PNGV”（新一代交通工具）的合作计划。其目标是生 产出消费者可承受的每白公里耗油 3公升的轿车，且整车至少80%以上的部件 可以回收。这些要求迫使汽车制造商采用更多高新技术，生产重量轻、耗油少、 符合环保要求的新一代汽车。据测算，汽车自重减轻10%,其燃油效率可提高 5.5%，如果每辆汽车能使用70公斤镁，CO2的年排放量就能减少30%以上。 镁作为实际应用中最轻的金届结构材料， 在汽车的减重和性能改

2、善中的重要作 用受到人们的重视。镁合金制品镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是：密度 小（1.8g/cm3镁合金左右），相对强度较高（铝合金和铁），弹性模量大，消震 性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金 元素有铝、锌、铤、铺、针以及少量皓或镉等。目前使用最广的是镁铝合金， 其次是镁铤合金和镁锌皓合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工 业部门。在实用金届中是最轻的金届，镁的比重大约是铝的2/3,是铁的1/4。 它是实用金届中的最轻的金届，高强度、高刚性。镁合金的加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点：质量轻、刚性好、具有 一定的耐蚀性和尺寸稳定性、

3、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收；另外还 有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无蠹的特点。应用范围：镁合金广 泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的。镁合金的比重虽然比 塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部 件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。另外，由于镁合金的 比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的 零部件的重量。镁合金相对比强度（强度与质量之比）最高。比刚度（刚度与 质量之比）接近铝合金和钢，远高于工程塑料。在弹性范围内，镁合金受到冲 击载荷时，吸收的能量比铝合金件大一半，所以镁合金具有良好的抗震减

4、噪性 能。镁合金熔点比铝合金熔点低，压铸成型性能好。镁合金铸件抗拉强度与铝 合金铸件相当，一般可达 250MPa,最高可达600多MPa。屈服强度，延伸率 与铝合金也相差不大。镁合金还个有良好的耐腐蚀性能，电磁屏蔽性能，防辐 射性能，可做到100%。镁合金铸件可回收再利用。镁合金件稳定性较高压 铸件的铸造行加工尺寸精度高，可进行高精度机械加工。镁合金具有良好的压铸成型性能，压铸件壁厚最小可达 0.5mm。适应制造汽车各类压铸件。在振动源附近的零件上使用镁合金可减小振动达到低噪音。此外，为了在 汽车受到撞击后提高吸收冲击力和轻量化，在轮毂上使用镁合金。（此处以AM60既主要研究对象，其延伸率和抗

5、冲击力大。材料名：AM60B密度（g/cm3）: 1.79 ; 熔点（C） : 615; 导热系数（W/Mk）: 62; 抗拉强度（MPa）: 270;屈服 点（MPa）: 140 ;延伸率（%）:15 ;比强度：151 ;杨氏模量（GPa）: 45。）采用 PF压铸法（Pore Free Die Cast ）"获得致密组织轮毂，后通过 T4处理口提 高其韧性，再采用特殊表面处理达到外观及使用要求。镁合金压铸轮毂大体工艺流程为：1.镁合金融化提纯，压铸前准备；2.以浇注温度680 C ,模 具温度180C，压射比压75Mpa斥射速度3m/s高压压射镁合金液体进入全自 动冷却压铸模内成

6、型；3.退火处理；4.表面机械抛光t除蜡t碱洗t酸洗t活 化T浸锌T电镀锐T焦磷酸盐镀铜T电镀酸铜、半光亮锐、亮锐和铭。其中在 上述各步骤问分别用一次水水洗，且电镀锐步骤的溶液配方与操作条件为：硫 酸锐（N i S O 4 6H 2O） : 100-120 g - d m -3,氟化物（F 一）： 1.0-1.5 m 0 1 - d m-3,柠檬酸铉（N H 4 ） 3C6H5O7）： 15-20 g - d m-3 ,糖精钠: 1 3g-dm 值：4.8-5.4，阴极电流密度：2 4 A dm ,温度：45-55 C，时间：20-30 m 1 n。4除穿代：旬L5A'F隧引襁iWit

7、t* 4K屈过雄 I第湖过11/爆小童构！ H,巾奁柴物1aawrtnjF切内im伟浇作件琳2为压铸提供优质合金靖体11： 乂称充氧压铸，它是将活性气体预先充满压铸模的型腔，压铸时熔融状 态的金届便与活性气体化合成固体状态化合物，从而获得不含气孔的压铸件的 一种特殊压铸法。在铝合金压铸模的型腔充满了氧气之后，当压射时进入型腔 的铝合金立即与氧气化合反应生成合成金届氧化物氧化铝（ AL2O3 ,并作为杂 质留丁铸件中，由丁仅含0.1%0.2%,因而并不影响铸件的性能。另外充氧压 铸的铸件，可进行热处理和焊接。热处理后，抗拉强度、屈服强度、冲击韧性 都有显著提高。充氧压铸技术压铸件气孔中的气体绝大

8、部分为 N2和H2,几乎没 有O2,主要原因是O2与活性金届发生反应生成了固体氧化物,这为充氧压铸技术提供了理论基础。充氧压铸是在压铸前将氧气充入型腔，取代其中的空气。当金届液进入型腔时，一部分氧气从排气槽排出，残留的氧与金届液发生反应， 生成弥散状的氧化物微粒，在铸型内形成瞬间真空，从而获得无气孔的压铸件。充氧压铸过程中，型腔内的真空是由化学反应产生的。 生产中为保证安全性，应 严格控制充氧量，降低型腔压力，使其与充氧压力相匹配。将真空压铸与充氧过 程结合起来，使型腔处于负压状态，可获得更好的效果。在金届液充型过程中， 应使金届液以弥散喷射状态充型。浇道尺寸的大小也对充氧压铸的效果有较大 影响，适当的浇道尺寸既可以满足金届液以紊流形式充满铸型，乂可以避免金届液温度下降得过快。氧化物的高度弥散分布不会对铸件产生不利影响，反而可提高铸件的