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常用铸铝汽车零件及其铸造工艺

1、气缸体

汽缸体是发动机中较大的零件，也是最复杂的零件。采用铝合金代替铸铁制造汽缸体的较大优点是使发动机重量大大减轻。如美国通用汽车公司V8发动机汽缸体采用铸件时重量为94.4kg，而采用铝合金后重量仅为24.5kg，铸铝件采用铸铁和铸铝的重量之比为3.9：1。早期铝汽缸体的生产工艺一般采用低压铸造工艺和金属型铸造工艺，也有少量采用砂型铸造工艺。从近年来的倾向看，采用高压压铸工艺生产铝汽缸体的厂家居多数。目前国内使用铝合金缸体的是Q492汽油发动机，其铸造方法仍是采用低压铸造工艺。过去在较长一段时间，铝汽缸体并不像铝汽缸盖那样被广泛采用，原因是铝汽缸体的成本比铸铁汽缸体的成本高，且通常使用的铝合金材料在某些性能方面(如耐磨性)也不如铸铁好。随着能源需求和环保的要求导致追求车辆轻量化成为一种观念之后，人们才认识到采用铝合金代替铸铁制造汽缸体是一种必然趋势。同时，铝合金材料技术也在不断进步，一批性能优异的铝合金开始用于生产，如美国雷诺金属公司研制的390合金。另一方面，铝铸件制造技术的发展使得大批量生产铝汽缸体的成本费用也在不断下降。目前铸铝汽缸体的应用已十分广泛，在现代轿车中的应用已经到了普及阶段。
2、气缸盖
现代设计的轿车发动机缸盖都是用铝合金制造的。气缸盖在发动机的工作特点是处于高温状态下工作，承受较大的热冲击和产生应力集中。采用铝合金制造气缸盖的优点除了重量轻以外，还有一突出的优点就是导热性好。对于轿车、轻型发动机来说，使用铝合金气缸盖可以是发动机热效率更好，避免缸盖燃烧室中的零件产生过热现象。由于气缸是一种内腔结构复杂、壁厚又不均匀的铸件，且缸盖内腔还有压力密封性要求，给铸造工艺带来一定困难。传统上铝气缸盖铸造方法多采用金属铸造工艺和低压铸造工艺，80年代以来出现了两种新颖的铸造工艺—气化模铸造工艺和砂型低压铸造工艺，特别是气化模实型铸造工艺很适于气缸盖、进气管这类内腔复杂，需要砂芯成型的铝压铸件。该工艺与传统工艺相比有许多特点：不分型、不起模、不使用砂芯、铸件容易清理、铸件表面光洁、尺寸精度高、适用于大批量生产。80年代起该工艺引起了发达国家汽车厂家的极大关注，竞相投入力量研究和开发。福特、通用、菲亚特等汽车厂已成功地用于大量流水生产铝合金气缸、进气管等铸件，似有取代传统的金属型重力铸造和低压铸造的可能。国内一汽也于1993年建成了我国一条生产10万个汽车进气管的气化模生产线。
3、活塞
活塞是汽车发动机中传递能量的一个非常重要的构件。对活塞材料的要求是密度小、导热性好、热膨胀系数小、足够的高温强度、尺寸稳定性好等等，铸造铝合金可满足上述大部分要求，尤其是国外应用广泛的(国内也已开始使用)高硅过共晶铝活塞合金，由于热膨胀系数很低，采用此材料后可在发动机设计上缩小气缸筒与活塞之间的间隙，从而提高发动机效率闭。目前汽车发动机活塞几乎100%用铝合金制造，铝活塞的成型工艺一般是采用金属型重力铸造，业有采用液态模锻(也称挤压铸造)方法生产的。液态模锻是一种借鉴于压力铸造和模锻工艺而发展起来的新型金属成型工艺，用此工艺生产的铝活塞在机械性能、金相组织和铸件致密性方面均优于传统的金属型铸造。
4、车轮
车轮是一种要求较高的保安件。单从成本考虑，目前仍旧是钢制车轮较为便宜，这也是目前装用钢制车轮较多的原因之一。随着轻量化趋势及轿车产品整体结构的发展，铝合金车轮的应用也不断扩大，因为铝制车轮具有重量轻，能减轻震动及外形美观等优点，据测试，铝合金车轮与钢制车轮相比重量可减轻30-40%，震动程序可减轻10-15%。目前国外铝合金车轮的安装率为30%，有些国家达到50%。铝合余车轮的铸造方法主要有金属型铸造、低压铸造、压力铸造及离心铸造。
5、壳类零件
铸铝壳体类零件包括变速器壳、离合器壳、油泵壳、摇臂罩、正时齿轮盖、化油器壳、主制动缸壳等等。这些零件几乎都是采用高压压铸工艺生产的，采用压铸工艺生产的铝铸件组织致密、机械性能好、表面光洁、尺寸精确、加工余量较金属型铸造工艺和低压铸造工艺少，尽管此工艺工装费用较高，但由于生产率高，对于汽车压铸铝件的大批量生产，总的费用相对并不高。为适应现代化-发展的需求，现代化汽车正向着安全、节能、环保的方向发展，而汽车轻量化是节能、节油、降低公害的最有效途径之一。铝合金作为典型的轻质材料用于制造汽车零部件的优越性已越来越为人们所认识。目前我国汽车工业使用的铝制零部件还很少，与我国汽车工业的发展尤其是与当前轿车生产的发展形势很不适应，因此，加速铝合金材料在国产汽车中的开发应用具有十分重要的意义。
泊头市韩集兴华铸造厂（http://www.xinghuazhuzao.com）位于“我国铸造之乡”-泊头市我国汽车模具之乡，铸造名城——泊头市，主营项目：铸铜件、砂铸铝件、铝压铸件、铸铝件，产品适用于公园、海滩等休闲场所的铸铝件设施，还可以根据客户提供的信息、图纸或样品加工铸铜件铸铝及机械加工铸件。

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