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汽车发动机镁合金罩盖的研制

曹乃志  
【摘要】: 目前,汽车发动机罩盖多采用铝合金、钢铁、工程塑料等材料制造。镁合金作为最轻的工程金属材料,有着优良的铸造性能和机械加工性能,同时具有良好的减震性和屏蔽性。随着汽车工业的高速发展和提高汽车产品轻量化、节能降耗、降低噪声、减少排污和提高安全性能的要求,镁合金已成为替代铝合金、钢铁和工程塑料的理想材料。 本文主要研究内容是开发一种汽车发动机镁合金罩盖,用于替代原来的钢板冲压件,降低发动机噪音,减轻重量。研究内容包括:汽车发动机镁合金罩盖结构与压铸模具设计,压铸工艺设计与优化,罩盖组织分析与性能检测等。研制过程中选用了AM50和AZ91D两种镁合金进行对比实验,熔炼过程采用六氟化硫(SF_6)+高纯氮气(N_2)气体保护,在瑞士EVOLUTION 53D冷室镁合金压铸机上进行压铸,压铸件表面采用微弧氧化与喷塑工艺处理。结果表明,采用AZ91D镁合金压铸的罩盖具有较高的力学性能,经过T6热处理后,抗拉强度达到了245MPa,布氏硬度达到了70,延伸率为8%,弹性模量为42GPa,完全可以满足罩盖的性能指标要求;优化的压铸工艺参数为:模具加热温度为240℃,加热管温度为250℃,冷却管温度为25℃,镁合金的浇注温度为670℃,压头压射速度为6m/s;压铸后的罩盖成形完整,表面质量良好,内部无明显缺陷。 本研究使用AZ91D镁合金进行了罩盖的试生产,并将镁合金罩盖进行了实际安装和运行考核,结果表明:安装镁合金罩盖的汽车发动机运行正常,噪声明显降低,达到了预期的目标。


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