压铸件在汽车中的应用与时俱进

中国压铸网讯   压铸行业发展与汽车产业发展有着密切联系。近年来汽车业的迅猛发展带动了压铸市场的急遽扩大,并赋予其广阔的发展前景。而今,随汽车制造技术的发展,压铸件也面临新的技术挑战,压铸行业结构正发生巨大变化。压铸件的应用范围很广,涉及到相当多的产品领域和工业门类。而在所有这些应用中,若以数量之大、品种之多、要求之严,品质之高以及金属材料用量之大等多方面综合而论,则应首推汽车工业。据了解,长期以来,汽车工业稳居压铸工业的最大市场,过去五年汽车产业保持了快速增长,平均每年增长24%,从2000年的200万辆到2010年的1800万辆。汽车铸件的产量达到1148万吨。预估,2015年中国汽车销量将达到4300万辆。由此,我国汽车工业发展也拉动压铸工业进入一个全新发展期。

  压铸件市场中,汽车工业的用量所占份额极其可观,据国际模协秘书长罗百辉介绍,自20世纪末起至21世纪初期,全球压铸件总量中供向汽车工业部分的占比约在48~80%之间。澳大利亚占80%、日本占79%、西班牙65%、中国64.5%(含汽车和摩托车)、德国61%、印度60%、加拿大49%、美国48%等等。而据近年的报导,美国的这一比例已上升至75%左右。

  汽车工业采用压铸件有如此巨大的份额,足见其在压铸工业中的重要地位。就中国而言,近年来这一比例则保持在65~75%之间(含汽车、摩托车等交通工具),单就汽车部分来看,这一比例还显示出逐年大幅度上升的态势。至于压铸件在每辆汽车中的用量,据报导(以美国资料为例),20世纪80年代初,通常每辆轿车整车重量平均(因车种不同)在1315~1542Kg的范围(资料仅作比较用),此后则逐年递减。若以每辆轿车中铝合金铸件的用量来说,则是逐步增加,1980年平均每辆车34Kg,1990年68kg,到2000年已增至111.3kg,2009年达到157kg,其中铝合金压铸件则占到全部铝铸件的65%以上。此外,汽车上除了铝合金压铸件以外,还采用了锌-合金、镁合金和铜合金压铸件,由此,每辆汽车中压铸件的用量可想而知。

  回顾世界汽车工业的发展史,在各种零部件的设计和应用过程中,非常重视对压铸零件的采用,尤其是复杂、大型、重要的零件,通常都列为重大研究课题。这不仅说明了压铸工业在这方面的不可替代性,同时也凸显出,压铸工业的发展在很大程度上是以汽车工业为依托的。换言之,压铸工业是汽车工业的重要支撑工业之一。当今,人们对汽车的要求越来越趋向于高性能、低污染、低耗能等方面。汽车降低能耗的途径有两个:一是改进动力系统;二是减轻汽车重量,即汽车轻量化。而实现轻量化最有效的途径便是改用轻质材料来制造汽车零部件。

  在20世纪70年代,用铝合金铸件(含各种铸造方法)代替铸铁件是最佳选择,“以铝代铁”的口号一度盛行。当时的汽车制造业发现,在各种铝合金铸件中,压铸件应摆在最重要的位置。于是,采用铝合金压铸件作为汽车重要的零部件的做法,风靡各国。之后,随欧美各国排放法规的逐渐紧缩,节能、减排对汽车制造业的要求愈来愈高。此时,寻找比铝合金压铸件更轻的材料来制作汽车重要零部件,成为研发方向之一。值得一提的是,近十余年来,汽车工业中的领先制造商提出了采用镁合金制造零件的设想,并已取得一定成效。

  值得一提的是,压铸工业中开发及创新的一些高新技术,大多都围绕汽车工业的高新要求而展开,包括:动力、传动、转向、车体、构架、装饰、仪表等各种系统上的各种要求的零件,这些零件有的是结构件、受力件、安全件,也有装饰件。其中,最为引人注目的诸如:用铝合金390的整套压铸技术,压铸出全铝汽缸体,摒弃了原来铝合金压铸汽缸体中缸筒内铸入铸铁套的方法;采用超低含铁量的新的铝合金SF36制造汽车车体构架连接件,改变了车体的传统制造方法。用钛铝合金(TiAl)压铸汽车气门阀,开辟了钛合金的压铸技术新领域;铝合金压铸的柴油发动机壳体近年来已经问世,这是压铸件进入柴油发动机领域的前奏。

  在通过镁合金压铸实现汽车减重方面,已达到一定成效,形成了当前的一些研究热点及主要研发方向。比如,在动力系统和传动系统中采用镁合金压铸件,使镁合金压铸件在汽车工业中得到进一步的扩大应用。但应指出的是,关于镁合金压铸,在考虑用镁合金代替其它合金、材料、生产零件时,首先应对这种材料的特性有所了解,不能盲目行事,而且生产时,应切实注意安全环保等事宜。

  又如,研制各种解决气孔的工艺方法。这些方法包括真空压铸、ACRAD压铸、充氧压铸、匀加速的慢压射技术、局部加压技术等;更有挤压铸造和半固态成型(含流变成型与触变成型)等技术。所有这些,无疑给压铸法注入了新的活力,进而使得具备高强度、高致密、可热处理、可焊接等特性的压铸零件的获取成为可能。

  加之近年来,计算器仿真技术在压铸中的应用日益广泛,更令压铸方法如虎添翼,不断拓宽压铸件的应用范畴。凡此种种,多数都是首先以汽车零件的需要为突破口的,这充分体现出,压铸工艺方法在不断满足汽车零件制造的各种新要求方面,拥有极其广阔的市场空间。

  值得注意的是,燃料电池车(又称“混合动力车”)的加速开发已成为汽车工业的一大热点。据有关资料分析,虽然该类型车的制造会在某种程度上影响铸造技术获得应用的范畴,但这种车型的零部件设计还是得采用压铸件,并不会过多冲击汽车工业中的压铸件市场。

 



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