LvxunКлассификация автомобильных отливок и анализ их материалов и производственных процессов
Знаете ли вы, какие детали автомобиля изготавливаются методом литья? И как производятся и обрабатываются автомобильных отливок? От блока цилиндров двигателя до корпуса коробки передач, от рулевого кулака ходовой части до ступицы колеса – автомобильных отливок охватывает множество различных систем.
Процесс литья не только позволяет изготавливать детали сложной формы, но и обеспечивает большие объемы производства при низких затратах. Однако к различным деталям предъявляются разные требования по свойствам материалов и технологическим процессам. В этой статье мы систематически проанализируем классификацию автомобильных отливок и обсудим выбор материала и соответствующий процесс литья.
1. классификация автомобильных отливок и детали применяемых материалов и процессов
(1) Типы автомобильных отливок в системах двигателя
1) Блок цилиндров
●Анализ материалов
Серый чугун: Серый чугун широко используется при изготовлении блоков цилиндров для обычных двигателей благодаря своей высокой прочности, хорошей износостойкости, отличным виброгасящим свойствам и низкой стоимости.
Алюминиевый сплав: блок цилиндров из алюминиевого сплава постепенно становится основным направлением в связи с ростом спроса на легкий вес. Алюминиевый сплав обладает такими характеристиками, как малый вес и превосходные показатели теплоотдачи, что позволяет значительно улучшить экономию топлива.
●Анализ производственного процесса
В автомобильных отливок процесс изготовления блоков цилиндров различается в зависимости от материала.
Блок цилиндров из серого чугуна: обычно используется процесс литья в песчаную форму. Литье в песчаные формы подходит для деталей сложной формы, и более низкая стоимость, подходит для массового производства.
Блок цилиндров из алюминиевого сплава: обычно используется процесс гравитационного литья или литья под высоким давлением. Процесс литья под высоким давлением особенно подходит для алюминиевых сплавов и позволяет достичь высокой точности размеров и хорошего качества поверхности.
2) Головка цилиндра
●Анализ материалов
Алюминиевый сплав: головки блока цилиндров из алюминиевого сплава широко используются в современных двигателях благодаря небольшому весу и хорошим теплоотводящим свойствам.
Серый чугун: головки цилиндров из серого чугуна постепенно заменяются алюминиевыми сплавами из-за их большего веса, хотя и меньшей стоимости.
●Анализ производственного процесса
Головка блока цилиндров из алюминиевого сплава: обычно используется процесс гравитационного литья или литья под высоким давлением.
Головка блока цилиндров из серого чугуна: обычно используется процесс литья в песок.
3) Коленчатый вал
●Анализ материалов
Ковш из ковкого чугуна: Коленчатые валы из ковкого чугуна, обладающие низкой стоимостью, высокой прочностью и хорошей усталостной прочностью, широко используются в обычных двигателях.
●Анализ производственного процесса
Коленчатые валы из ковкого чугуна: обычно используется процесс центробежного литья. Центробежное литье использует центробежную силу для равномерного распределения металлической жидкости на внутренней стенке формы, подходит для производства цилиндрических деталей, которые могут обеспечить плотность и однородность организации материала.
4) Поршень
●Анализ материалов
Алюминиевый сплав: Поршни из алюминиевого сплава широко используются в двигателях общего назначения благодаря их легкому весу и хорошей теплопроводности.
●Анализ производственного процесса
Поршень из алюминиевого сплава: обычно используется процесс гравитационного литья. Гравитационное литье подходит для производства сложной структуры, неравномерной толщины стенок деталей, стоимость ниже.
(2) Типы автомобильных отливок в системе трансмиссии
1) Корпус редуктора
●Анализ материалов
Алюминиевый сплав: Корпуса коробок передач из алюминиевого сплава широко используются в легковых автомобилях благодаря небольшому весу и хорошим теплоотводящим свойствам.
Чугун: Для тяжелых автомобилей предпочтительны чугунные корпуса редукторов благодаря их износостойкости и высокой прочности.
●Анализ производственного процесса
Оболочки из алюминиевого сплава: обычно используется литье под высоким давлением. Литье под высоким давлением позволяет достичь высокой точности размеров и хорошего качества поверхности, подходит для массового производства.
Чугунная оболочка: обычно используется процесс литья в песчаные формы. Литье в песок подходит для деталей сложной формы и является менее дорогостоящим.
2) Дифференциальный случай
●Анализ материалов
Чугун: чугунные корпуса дифференциалов широко используются в обычных автомобилях благодаря своей высокой прочности и износостойкости.
Алюминиевый сплав: Корпуса дифференциалов из алюминиевого сплава становятся все более популярными благодаря их легкому весу и хорошим теплоотводящим свойствам.
●Анализ производственного процесса
Чугунный корпус дифференциала: обычно используется процесс литья в песчаную форму.
Корпус дифференциала из алюминиевого сплава: обычно изготавливается методом литья под высоким давлением.
(3) Типы автомобильных отливок в системах шасси
1) Рулевой кулак
●Анализ материалов
Ковш рулевого управления из ковкого чугуна широко используется в автомобилях общего назначения благодаря своей высокой прочности, хорошей ударопрочности и низкой стоимости.
●Анализ производственного процесса
Рулевой кулак из ковкого чугуна: обычно используется процесс точного литья. Точное литье может обеспечить точность размеров и качество поверхности деталей, подходит для высокоточных требований к деталям.
2) Тормозной суппорт
●Анализ материалов
Алюминиевый сплав: тормозные суппорты из алюминиевого сплава широко используются в современных автомобилях благодаря небольшому весу и высокой прочности.
●Анализ производственного процесса
Алюминиевые тормозные суппорты: обычно используется литье под высоким давлением. Литье под высоким давлением может достичь высокой точности размеров и хорошего качества поверхности, подходит для массового производства.
3) Тормозные диски
●Анализ материалов
Серый чугун: тормозные диски из серого чугуна широко используются в автомобилях общего назначения благодаря своим хорошим фрикционным свойствам и низкой стоимости.
●Анализ производственного процесса
Тормозные диски из серого чугуна: обычно используется процесс литья в песчаную форму. Литье в песок подходит для массового производства и имеет более низкую стоимость.
（4) Виды автомобильных отливок в кузовных системах
1) Колесные ступицы
●Анализ материалов
Алюминиевый сплав: Ступицы колес из алюминиевого сплава широко используются в современных автомобилях благодаря своему небольшому весу и хорошему внешнему виду.
●Анализ производственного процесса
Ступицы колес из алюминиевого сплава: обычно используются процессы литья под низким давлением или гравитационного литья. Литье под низким давлением может обеспечить плотность и качество поверхности деталей, подходит для высокоточных требований к деталям.
2) Опоры двигателя
●Анализ материалов
Алюминиевый сплав: Опоры двигателя из алюминиевого сплава широко используются в современных автомобилях благодаря небольшому весу и хорошим виброгасящим свойствам.
●Анализ производственного процесса
Опоры двигателя из алюминиевого сплава: обычно используется литье под высоким давлением. Литье под высоким давлением позволяет достичь высокой точности размеров и хорошего качества поверхности, подходит для массового производства.
2. Комплексное рассмотрение выбора материала и процесса для автомобильных отливок
При выборе материалов и процессов для автомобильных отливок необходимо учитывать ряд факторов, чтобы обеспечить оптимальный баланс характеристик, стоимости, производительности и защиты окружающей среды. Эти факторы подробно анализируются ниже:
(1) Требования к механическим характеристикам
К различным деталям по прочности, износостойкости, вязкости и другим механическим свойствам предъявляются разные требования, выбор материала должен соответствовать этим требованиям. Например:
1) Система двигателя:
Блоки цилиндров и коленчатые валы требуют высокой прочности и усталостной прочности, поэтому они часто изготавливаются из серого чугуна или ковкого чугуна и производятся методом гравитационного литья или литья под высоким давлением.
2) Система шасси:
Рулевые кулаки и тормозные диски требуют высокой прочности и ударостойкости. Ковкий и серый чугун являются предпочтительными материалами и изготавливаются методом литья по выплавляемым моделям или литья в песчаные формы.
3) Системы организма:
Каркасы кузова и двери должны обладать высокой устойчивостью к столкновениям и малым весом, поэтому широко используются высокопрочные стали и алюминиевые сплавы, которые обрабатываются методом литья под низким давлением или гравитационного литья.
(2) Спрос на облегчение веса
В связи с повышением требований к защите окружающей среды облегченные материалы стали важным направлением в автомобилестроении. Применение легких материалов, таких как алюминиевые сплавы, магниевые сплавы и углеродные волокна, постепенно расширяется.
1) Алюминиевый сплав:
Алюминиевые сплавы широко используются в системах двигателей (например, блоки цилиндров, головки блока цилиндров) и кузовов (например, ступицы колес, двери) благодаря своему малому весу и хорошим теплоотводящим свойствам.
2) Композиты из углеродных волокон:
В высокопроизводительных спортивных автомобилях композитные материалы из углеродного волокна используются в каркасах кузова и элементах шасси благодаря их чрезвычайной легкости и прочности, что позволяет еще больше улучшить топливную экономичность и управляемость.
(3) Контроль затрат
При выборе материалов и процессов для автомобильных отливок необходимо учитывать фактор стоимости. Процесс литья обычно дешевле и подходит для массового производства; в то время как процесс механической обработки дороже, но позволяет значительно повысить точность и качество поверхности деталей.
1) Процесс литья:
Литье в песчаные формы и литье под высоким давлением – более дешевые процессы, подходящие для массового производства. Например, блоки цилиндров из серого чугуна и корпуса коробок передач из алюминиевого сплава обычно отливаются в песчаных формах или под высоким давлением. Процесс литья позволяет непосредственно формировать детали сложной формы, сокращая объем последующей обработки, что снижает затраты.
2) Процесс обработки:
Процессы механической обработки (например, точение, фрезерование, шлифование и т. д.) более дорогостоящие, но позволяют значительно повысить точность размеров и качество поверхности деталей. Например, блоки цилиндров и коленчатые валы после отливки обычно подвергаются механической обработке для обеспечения точности и качества поверхности в критических зонах.
(4) Производительность
При производстве и обработке автомобильных отливок эффективность является важным фактором. Процесс литья под давлением подходит для массового производства, может повысить эффективность производства; а процесс точного литья подходит для изготовления сложных деталей.
1) Процесс литья под давлением:
Литье под высоким давлением позволяет добиться высокой точности размеров и хорошего качества поверхности, а также подходит для массового производства. Например, головки цилиндров из алюминиевого сплава и корпуса коробок передач часто изготавливаются методом литья под высоким давлением.
2) Точное литье:
Точное литье подходит для автомобильных отливок сложной формы с высокими требованиями к точности. Например, поворотные кулаки из ковкого чугуна и ступицы колес из алюминиевого сплава обычно отливаются с использованием процесса точного литья.
3. Резюме
Автомобильных отливок, как важная часть автомобильного производства, выбор материала и процесса напрямую влияет на производительность, долговечность и стоимость производства автомобиля. Анализируя ключевые компоненты, такие как система двигателя, система трансмиссии и система шасси, можно увидеть, что процесс литья широко используется в автомобилестроении.