中国压铸杂志

铝压铸件可靠性连接的研究

作者:admin 来源:原创 发表时间:2017-07-01
研究目标和条件
压铸工艺是几净最终成型、结构复杂、薄壁的铝合金零件高效生产工艺,其他生产工艺无法与它的经济性相媲美。除了当前大部分独立运营的规模压铸厂提供压铸供应外,汽车制造厂也有自己的的压铸车间,其规模维持在与其相适合的生产能力之内。
铝制压铸零件的连接处理主要通过铆接、焊接方式,并遵循相关设计规定。而焊接方式只能用来处理高张力的同种合金接口。然而压铸工艺在熔焊过程中容易引发众所周知的气孔问题。
不同的研究表明,只有通过一个协调的总体制造、生产流程,以及挑选脱模剂,和对零件进行表面预处理的生产加工流程,才可应用该连接工序。当前还没有对压铸零件进行高张力以及耐老化的连接处理的技术问世。
    在进行特殊检查之后,对铝压铸零件进行流程可靠的连接加工,还需要在连接前尽可能直接进行表面预处理工作。为了具有连接性、老化性稳定的表面能够保留铸层,远离脱模剂废料、污染以及影响零件表面老化性稳定的氧化层,同时附上防护层,都是非常有必要的。
根据研究表明,通过化学性、物理性的预处理加工方法,生产出适合连接的压铸零件表面,原则上是可能的。但是通常情况下,在铝合金上应用的化学酸性工艺,它具有防护性的、转换性的铝压铸表面涂层,没有相关的限制条件就无法应用。不均匀的铸件表面结构会导致强烈的震动引起局部酸性腐蚀。
表面脱模剂的残余部分,以及铸件的氧化层需要剥离处理,因此也需要注意一些特殊的技术问题。更适用于标准的磨削加工,对凸起部位进行局部机械清除。
清除的部位需要进行活化以及简单的酸性处理,在未进行磨削加工的部位由于不同形状铸层叠加,因此酸性腐蚀就会失效。正如研究表明,采用磨削方式进行的剥离会对转换层的形成产生显著的影响。同样,在机械剥离表面自然生成的氧化层同样也不具有老化稳定性。
不仅通过磨削进行的铸件再处理,以及真正的铸造工序、应用的脱模剂,而且铸造合金的化学合成,都会对铸层的形成产生的影响,以此对其连接产生间接影响。一些特殊的研究表明,水溶性脱模剂成份及混合比,会对铸件表面的凝固,以及表层的化合和形状产生影响。此外其他的一些铸造参数,例如:模具的位置、模具温度以及合金将会决定表层的生成。这表明了腐蚀性能以及抗老化性,主要取决于铸件工序中形成的、部分改变的表面形状和化合。
研究计划旨在达到这一目标:科学性、经济性地改善解决途径,为了铝压铸零件的连接生产具有流程可靠性以及不超出环境承受范围。前提条件是对不均匀的铝制铸件表面优化酸处理措施,以及对针对性地调整连接系统。此外还需要对铸件表面、化学预处理技术以及连接的老化稳定性进行科学性的研究和说明。另外,将分析所有不同零件类型的合金问题,来相应量化合金对抗老化性的的影响作用。
 
节本:
铝制压铸零件越来越多地应用到汽车制造业中的高负荷构件中。当前对结合工艺的研发是关键。只有当适合连接的压铸表面准备就绪,原则上才可以可靠地应用该接合工序。
依照铸造技术的工艺流程,遵循研究计划的规则,在改良的化学液预处理后,将会开展连接实验的抗老化性的系统性研究。这表明:在系统----“化学预处理、接合材料系统、老化条件”的最佳选择过程中,将可以进行流程可靠的以及具有抗老化的铝压铸件连接作业。
 
压铸件生产及表面特征
对于所有在研究项目范围内需要的实验,需要4种合金材料:
EN AC-AlSiCu3铝合金(Fe)(A226)
EN AC-AISi10MnMg铝合金( Trimal-05)
EN AC-AISi9Mn铝合金(Trimal-37)
EN AC-AIMg5Si2Mn铝合金(Magsimal-59)
这些不同的工序参数都是布伦瑞克工业大学连接、焊接研究铸造厂测试得到的。特别是那些分离材料,会阻碍由热加工制成的变形铝合金,同时还要保障在经过模具填充后,零件只有少量的脱模剂,还会改变合成和混合比例。此外,还需要使用以下脱模剂:
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