不同工艺铸造的铝合金汽车转向节的可靠性对比
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生产技术
不 同工 艺铸 造 的铝 合金 汽 车转 向节 的可靠 性对 比
佟 瑞 松 （中信戴卡股份 有限公司 ，河北 秦皇岛 ０６６０１ １）
摘要 ：分 别 采用 差 压 铸 造 ，低 压 铸造 工 艺生 产 了铝 合 金 汽 车 转 向 节 。 检 测 了转 向 节 的显 微 纽 织 和力学性 能，并进行 了可靠性试验。结果表 明，采用差压 工艺铸造的转向节最为安全可 靠。 关键 词 ：铝 合 金 转 向 节 ； 差压 铸 造 ； 低 压铸 造 ； 可 靠性 ；安 全 性 中 图 分 类号 ：ＴＧ １１３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１６７３—３３２０ （２０１８）０５—００４７—０３
Ｃｏｍ ｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ａｕｔｏｍ ｏｂｉｌｅ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｊｏｉｎｔｓ ｏｆ Ａ ｌｕｍ ｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙ Ｃａｓｔ ｂｙ Ｄｉｆｅｒｅｎｔ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｉｎ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ
ＴＯ ＮＧ Ｒｕｉｓｏｎｇ
（ＣｌＴＩＣ Ｄｉｃａｓｔａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６０１１，Ｈｅｂｅｉ Ｃｈｉｎａ）
图１制动力极限强度试验原理
根 据 以上 试 验 要 求 ， 将 转 向 节 装 在 专 用 试 验 工 装 上 ， 该 工 装 模 拟 转 向 节 装 车 后 的 装 配 关 系 ， 加 载 端 连 接 ５０ ｋＮ，２５０ ｍｍ作 动 器 ，制 动 力 试 验
收 稿 日期 ：２０１８—０６—１５ 作者简介 ：佟瑞松 （１９８５－），男，工程师 ，主 要从事铝制汽车铸件的设计及项 目管 理工作。
２ 试 验 结 果 差 异 分 析
２．１ 铸 造 工 艺 的 分 析 相 对 于 低 压 铸 造 ， 差 压 铸 造 工 艺 具 有 诸 多
优 势 ，铝 液 从 模 具 底 部 进 入 模 腔 ，并 通 过 压 力控 制 反 压 ，避 免 了低 压 铸 造 充 型 过 程 中 的 铝 液 喷 射 和 模 具 腐 蚀 问 题 ，充 型 过 程 平 稳 无 湍 流 ， 并 可 以 通 过 铸 造 模 拟 优 化 模 具 设 计 和 定 向 冷 却 来 控 制 凝 固 ，生 产 的转 向节 品 内部 组 织 致 密 ，质 量 稳 定 ， 成 品率 高 。差 压 铸 造 工 艺 如 图５Ｎ 示 。
１ 产 品试验验 证
本 款 转 向 节 需 要 进 行 的可 靠 性 试 验 包 括 制 动 力 极 限 强 度 试 验 、转 向 力 极 限 度 试 验 原 理 如 图 １所
示 ，试 验 条 件 为垂 直 方 向静 载 荷 Ｆｒ＝ｌ ３．７ ｋＮ， 要 求 装 配 转 向节 （除橡 胶 材 料 外）不 能 发生 屈 服 。
ｓａｆｅｔｙ
转 向节 是 汽 车 转 向 桥 上 的关 键 零 件 ， 与 汽 车 悬 架 、 前 车 轴 、 转 向 系 统 以及 制 动 器 总 成 相 连 ， 具 有 承 载 汽 车 前 部 载 荷 ， 支 撑 并 带 动 前 轮 绕 主 销 转 动 从 而 实 现 汽 车 灵 活 转 向 的 作 用 。转 向节 的 安 全 可 靠 性 直 接 影 响 着 整 车 的行 驶 可 靠 性 以及 车 载 人 员 的 生 命 安 全 ， 因 此 对 其 力 学 性 能 及 外 形 结 构 等 方 面 要 求 严 格 ， 是 汽 车 上 的 重 要 安 全 零 件 之 一 。 本 文 通 过 对 采 用 不 同铸 造 工 艺 生 产 的 某 款 汽 车 铝 合 金 （Ａ１Ｓｉ７Ｍｇ０．３）转 向节 在 可 靠 性 试 验 过 程 中 的 表 现 进 行 分 析 ， 研 究不 同 铸 造 工 艺 对 该 产 品安 全 性 的影 响 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｊｏｉｎｔｓ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｗｅｒｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｌｏｗ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ．Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｔｈｅ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｊｏｉｎｔｓ ｗｅｒｅ ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ ｔｏ
４７
铸 造 工 程
Ｆｏｕｎｄｒｙ Ｅｎｇｉ ｎｅｏｒｉ ｎｇ
台 架 如 图２所 示 。 整 套 试 验 系 统 模 拟 汽 车 在 刹 车 过 程 中制 动 力对 转 向节 产 生 的 影 响 。
采 用 相 同 的 试 验 台 架 、标 准 和 载 荷 ，分 别 对 采 用 差 压 铸 造 和 低 压 铸 造 工 艺 生 产 的 同 一 款 铝 合 金 转 向节 进 行 试 验 ，差 压 铸 造 转 向节 试 验 结 果 结 果 如 图３所 示 ，低 压 铸 造 转 向节 试 验 结 果 如 图４所 示 。 从 试 验 结 果 上 可 以 明 显 看 到 ： 差 压 铸 造 转 向 节 的 屈 服 载 荷 与 断 裂 载 荷 分 别 为 ｌ７．９８ ｋＮ和 ２１．９８ ｋＮ：与 差 压 铸 造 转 向 节 相 比 ，低 压 铸 造 转 向节 屈 服 点 提 前 ， 其 屈 服 载 荷 与 断 裂 载 荷 均 不 同 程 度 的 降低 。
ｍ ｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｍ ｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｏ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｊｏｉｎｔ ｃａｓｔ ｂｙ ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｗａｓ ｔｈｅ ｓａｆｅｓｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｌ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｊｏｉｎｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｊｏｉｎｔ；ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｓｔｉｎｇ；ｌｏｗ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｓｔｉｎｇ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ；
不 同工 艺铸 造 的铝 合金 汽 车转 向节 的可靠 性对 比
佟 瑞 松 （中信戴卡股份 有限公司 ，河北 秦皇岛 ０６６０１ １）
摘要 ：分 别 采用 差 压 铸 造 ，低 压 铸造 工 艺生 产 了铝 合 金 汽 车 转 向 节 。 检 测 了转 向 节 的显 微 纽 织 和力学性 能，并进行 了可靠性试验。结果表 明，采用差压 工艺铸造的转向节最为安全可 靠。 关键 词 ：铝 合 金 转 向 节 ； 差压 铸 造 ； 低 压铸 造 ； 可 靠性 ；安 全 性 中 图 分 类号 ：ＴＧ １１３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１６７３—３３２０ （２０１８）０５—００４７—０３
Ｃｏｍ ｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ａｕｔｏｍ ｏｂｉｌｅ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｊｏｉｎｔｓ ｏｆ Ａ ｌｕｍ ｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙ Ｃａｓｔ ｂｙ Ｄｉｆｅｒｅｎｔ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｉｎ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ
ＴＯ ＮＧ Ｒｕｉｓｏｎｇ
（ＣｌＴＩＣ Ｄｉｃａｓｔａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６０１１，Ｈｅｂｅｉ Ｃｈｉｎａ）
图１制动力极限强度试验原理
根 据 以上 试 验 要 求 ， 将 转 向 节 装 在 专 用 试 验 工 装 上 ， 该 工 装 模 拟 转 向 节 装 车 后 的 装 配 关 系 ， 加 载 端 连 接 ５０ ｋＮ，２５０ ｍｍ作 动 器 ，制 动 力 试 验
收 稿 日期 ：２０１８—０６—１５ 作者简介 ：佟瑞松 （１９８５－），男，工程师 ，主 要从事铝制汽车铸件的设计及项 目管 理工作。
２ 试 验 结 果 差 异 分 析
２．１ 铸 造 工 艺 的 分 析 相 对 于 低 压 铸 造 ， 差 压 铸 造 工 艺 具 有 诸 多
优 势 ，铝 液 从 模 具 底 部 进 入 模 腔 ，并 通 过 压 力控 制 反 压 ，避 免 了低 压 铸 造 充 型 过 程 中 的 铝 液 喷 射 和 模 具 腐 蚀 问 题 ，充 型 过 程 平 稳 无 湍 流 ， 并 可 以 通 过 铸 造 模 拟 优 化 模 具 设 计 和 定 向 冷 却 来 控 制 凝 固 ，生 产 的转 向节 品 内部 组 织 致 密 ，质 量 稳 定 ， 成 品率 高 。差 压 铸 造 工 艺 如 图５Ｎ 示 。
１ 产 品试验验 证
本 款 转 向 节 需 要 进 行 的可 靠 性 试 验 包 括 制 动 力 极 限 强 度 试 验 、转 向 力 极 限 度 试 验 原 理 如 图 １所
示 ，试 验 条 件 为垂 直 方 向静 载 荷 Ｆｒ＝ｌ ３．７ ｋＮ， 要 求 装 配 转 向节 （除橡 胶 材 料 外）不 能 发生 屈 服 。
ｓａｆｅｔｙ
转 向节 是 汽 车 转 向 桥 上 的关 键 零 件 ， 与 汽 车 悬 架 、 前 车 轴 、 转 向 系 统 以及 制 动 器 总 成 相 连 ， 具 有 承 载 汽 车 前 部 载 荷 ， 支 撑 并 带 动 前 轮 绕 主 销 转 动 从 而 实 现 汽 车 灵 活 转 向 的 作 用 。转 向节 的 安 全 可 靠 性 直 接 影 响 着 整 车 的行 驶 可 靠 性 以及 车 载 人 员 的 生 命 安 全 ， 因 此 对 其 力 学 性 能 及 外 形 结 构 等 方 面 要 求 严 格 ， 是 汽 车 上 的 重 要 安 全 零 件 之 一 。 本 文 通 过 对 采 用 不 同铸 造 工 艺 生 产 的 某 款 汽 车 铝 合 金 （Ａ１Ｓｉ７Ｍｇ０．３）转 向节 在 可 靠 性 试 验 过 程 中 的 表 现 进 行 分 析 ， 研 究不 同 铸 造 工 艺 对 该 产 品安 全 性 的影 响 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｊｏｉｎｔｓ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｗｅｒｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｌｏｗ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ．Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｔｈｅ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｊｏｉｎｔｓ ｗｅｒｅ ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ ｔｏ
４７
铸 造 工 程
Ｆｏｕｎｄｒｙ Ｅｎｇｉ ｎｅｏｒｉ ｎｇ
台 架 如 图２所 示 。 整 套 试 验 系 统 模 拟 汽 车 在 刹 车 过 程 中制 动 力对 转 向节 产 生 的 影 响 。
采 用 相 同 的 试 验 台 架 、标 准 和 载 荷 ，分 别 对 采 用 差 压 铸 造 和 低 压 铸 造 工 艺 生 产 的 同 一 款 铝 合 金 转 向节 进 行 试 验 ，差 压 铸 造 转 向节 试 验 结 果 结 果 如 图３所 示 ，低 压 铸 造 转 向节 试 验 结 果 如 图４所 示 。 从 试 验 结 果 上 可 以 明 显 看 到 ： 差 压 铸 造 转 向 节 的 屈 服 载 荷 与 断 裂 载 荷 分 别 为 ｌ７．９８ ｋＮ和 ２１．９８ ｋＮ：与 差 压 铸 造 转 向 节 相 比 ，低 压 铸 造 转 向节 屈 服 点 提 前 ， 其 屈 服 载 荷 与 断 裂 载 荷 均 不 同 程 度 的 降低 。
ｍ ｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｍ ｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｏ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｊｏｉｎｔ ｃａｓｔ ｂｙ ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｗａｓ ｔｈｅ ｓａｆｅｓｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｌ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｊｏｉｎｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｊｏｉｎｔ；ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｓｔｉｎｇ；ｌｏｗ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｓｔｉｎｇ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ；