汽车制动器单梁支架的铸造工艺优化分析

汽车制动器单梁支架的铸造工艺优化分析

万会新 ,赵双双

龙口市胶东机械配件有限公司   265700

龙口市南山铝业股份有限公司   265700

摘要：汽车刹车是保证汽车安全运行的重要安全系统，刹车支架是汽车刹车的主要部件之一，它在制动时承受所有的力量，但也是不显眼的部分。在长期的实际应用中，刹车支架发现，发生严重变形、裂纹或大量碳化物(如气体局部组织的渗碳体)后，会对车辆的制动性能产生重大影响，甚至会造成车辆的损失，造成制动失效等严重的安全事故。因此，控制刹车支架变形、消除裂纹、防止渗碳缺陷至关重要。本文主要分析汽车制动器单梁支架的铸造工艺优化。

关键词：制动器单梁支架；球墨铸铁；裂纹；拉筋

引言

合理的工艺设计，有效避免了铸件结构设计不合理造成的铸造问题和铸造缺陷，通过这种设计，可以成功避免铸件十六烷值体的变形、裂纹和缺陷。该技术已被作者公司成功移植到各种类似铸件的生产中，也应用于各种各样的汽车制动钳、离合器飞轮、压力板、变速叉、发动机气缸等铸件。

1、汽车铸造业的发展机遇

汽车工业的快速发展是汽车铸造工业发展的强大动力。“十二五”期间，国家对节能和环境保护的要求越来越高，不断出台政策，引导企业从粗放、节能低的发展方式走向集约化发展方式，追求效率和可持续发展，国家对减少汽车排放的要求越来越高，汽车排放标准正在收紧。根据能源和新能源汽车产业发展计划(2012-2020年)，2015年汽车平均燃料消耗量为6.9升/100公里(CO2 155在汽车轻量化需求的推动下，汽车铸件的轻质材料、工艺和技术装备得到了迅速发展。汽车轻量化对铸造的影响主要有以下几个方面:(1)铸铁等黑色铸件的综合性能有所提高，或商用汽车铝合金镁合金铸件的应用广泛使用了柴油机，气缸、气缸盖使用了高级铸铁或球墨铸铁。重型车辆车体和后腿使用铸钢或高强度球墨铸铁。轿车发动机气缸、铝合金气缸盖的份额在逐渐增加，但由于成本优势和铸铁性能，铸铁气缸仍具有较高的市场份额。部分轿车的底座、车身型铸铁结构逐渐被铝合金取代，部分中小型车身型铸铁件有时被镁合金取代。国内很多汽车公司已经开始研究全铝外壳，用铝合金代替钢铁白色外壳。(2)铸件结构优化汽车模型通过优化薄膜、中空、一体化铸件的结构，减轻汽车重量，实现轻量化。重型卡车集成了全腿壳体、车门内板、座椅骨架、仪表板骨架等轻型铸件，充分显示了铸造技术可以实现的复杂结构铸件的生产特点。

2、原生产工艺

采用DISA垂直分界线，自动进行湿型砂造型。成型机模板尺寸为650毫米×535毫米，国际刑警模板尺寸为0.20兆帕，湿拉伸模板尺寸为0.021兆帕，压缩模板尺寸为36% ~ 39%，透气性为共安装热立管12根，模板中部水平方向的3个铸件各采用最大直径32毫米、高度54毫米的1根立管，采用半封闭浇注系统，浇注比例σ F直:` f宽:σf内= 1:1.5:1。炉料使用炉料、废钢和生铁，炉料占灰分的60%+废钢的30%+生铁的10%。采用REMg球化剂芯对投料进行球化处理，加入量为0.9%，底部自动浇注机，浇注温度1420 ~ 1370℃，浇注型浇注为每小时7.5s，浇注后整个箱质量为16.45kg，工艺出品率为52%。

3、工艺改进

每个模具模块添加一个平行于铸造梁的防变形拉伸筋。此加强筋设置在铸造梁两端的中间，并与铸造梁同时凝固。凝固过程中铸件的自由收缩不受影响。铸件进一步收缩时，防变形拉伸杆的强度可用作将铸件两端偏移到中心位置的变形，防止铸件变形和开裂。结晶过程中，为了防止变形抗拉杆过早凝固和收缩，会产生压缩应力，形成反作用力，形成铸件。考虑到各种废铁，这种抗变形抗拉钢筋的平均厚度设计为5毫米，为了便于消除抗变形抗拉钢筋，抗拉钢筋两端和铸件之间的连接厚度只有2毫米。此外，防变形拉伸筋起到了铁液溢流储存包的作用，可以引入过冷的铁溶液。这种铁液体最初进入浮砂和夹杂腔，容易形成水泥，凝固后，水泥液不会在铸件上形成水泥缺陷，而是手动引入防变形拉伸筋中。最终避免水泥缺陷的形成。

4、当前数字化、智能化铸造生产的关键技术分析

4.1铸件及铸锭生产数字模拟技术分析

目前，铸造行业的大型铸件比较大，大型铸件一般是指一些主要技术装备使用的铸造产品，在大型铸件生产中，通常对性能控制有较高的要求，大型钢锭需要大型液压机进一步加工。这两种铸造产品性能要求高，铸造生产工作量大，其生产质量对已安装的大型技术设施的运行安全性影响很大。因此，铸造生产的技术控制需求不容忽视。在铸造生产中，可以模拟生产材料的选择和设计、铸造冶炼控制、铸造生产工艺、虚拟生产等多个领域的操作参数，可以预测铸造生产过程和产品性能。铸件生产模拟技术能够实现热处理过程状态的数字模拟，通过科学的模拟和分析，集成了工艺操作技术，有效提高了铸件生产的产品质量。

4.2全面的铸造材料物理性能参数数据库及试验平台技术

铸造过程数字控制执行过程中，材料物性参数是数字化与铸造过程相结合的切入点。不可见参数可以直接在数字平台上进行仿真和数值仿真分析。应用于铸造过程目前最重要的数值模拟操作的物理参数主要包括材料热应力分析过程中应用的力学性能。材料微观结构模拟过程中使用的各种性能参数。目前，随着铸造行业的迅猛发展，在铸造工艺工作中，材料不再局限于金属，而是包括形状材料、涂层等许多材料，其性能与纹理不同。铸造生产、产品切割等工作时，各种材料的温度和基本情况发生了变化，可以在铸造过程中进行尺寸模拟分析。，，...现代数字技术和智能技术越来越深入地应用于铸造生产，为了保证模拟分析和铸造技术中数字模拟控制形式的发展，必须综合模拟相关铸造工艺和当前材料的微观结构，建立一个完全包含当前铸造相关材料物理性能参数的数据库，以提高材料铸造生产过程中的质量控制生产率。

4.3树立从全方位保证铸件质量的意识并赴之行动

铸件质量保证达到产品标准，是汽车铸造企业必须做的、必须展示的硬功夫，也是企业的生存之道。因此，汽车铸造企业必须形成对铸件质量保证的全面认识，并采取行动。在硬件方面，铸造工艺和工作服必须是最佳、最理想和最合适的。铸造材料应通过适当的技术标准和适当的参数控制，以确保铸造材料稳定合格。在制造过程中，为了加强关键参数检测和计算机传输统计分析，必须保证工艺设备的良好状态和运行。在软件方面，必须严格按照TS16949系统的标准要求进行管理控制，注意提高电源质量和质量观念，从严格的工艺开始，确保严格执行工艺标准，同时建立严格的变更点管理制度，在变更重要的质量控制点时要有相应的预防措施。

结束语

我国汽车工业的快速发展给汽车铸造业带来了前所未有的发展机遇，同时汽车工业激烈的市场竞争和国家环境法规、政策的实施也给铸造业提出了许多课题和要求。汽车铸造业的发展方向是规模化、专业化、精细化、绿色化、智能化。

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