[01402360]轿车用镁合金轮毂精密成型技术开发

该项目“镁合金轮毂精密成型技术开发”是上海市科技发展基金项目，项目编号为001511020。　　通过两年多的努力，成功的开发了镁合金汽车轮毂样品及其精密铸造技术，填补了我国在这一领域的空白。本项技术是一项综合性的技术，包括合金材料强韧化、熔化体纯净化、镁合金轮毂力学分析、镁合金轮毂重力铸造技术、热处理工艺、以及镁合金轮毂表面处理技术等多项子技术。该项目的成功开发，对于我国轿车轻量化，提高燃料经济性，改善汽车驾驶性能和安全性具有重要的意义。该项目通过在商用AM60B及AZ91D镁合金基础上添加少量混合稀土等合金化元素，研制成功了一种可强度与韧性综合性能比较高的新型镁合金，其铸态抗拉强度达235MPa，屈服强度超过100Mpa，延伸率超过9%，HB硬度超过70，冲击韧性达17J。该合金综合了AZ91D的较高强度与AM60B的优良塑韧性，同时其铸造性能优于AM60B合金。该高强高韧镁合金的成功研制，为制备镁合金轮毂提供了更佳的材料选择，并采用该材料成功地制备出了我国第一批镁合金轮毂。为了节省研究开发时间和成本，提高研究开发的效率，该项目通过计算机模拟技术对镁合金轮毂的力学性能以及铸造工艺结果进行了预先分析，预测了镁合金轮毂的静力学行为和可能的铸造缺陷，并根据分析结果制定了适合镁合金重力铸造的工艺方案。根据工艺方案，结合重力铸造机的特点，对原生产同规格铝合金轮毂用模具的浇冒系统和冷却方式进行了适当修改，然后分三炉批浇注了50余只镁合金轮毂，浇注过程中不断试验各种铸造工艺参数，以获得稳定制备镁合金轮毂的生产工艺。在整个试制过程中，还采用了最新取得的一些熔体净化技术成果对合金液体进行了净化处理，保证获得比较纯净的镁合金液，并采用气体保护防止熔化氧化燃烧。试制的镁合金轮毂经过外观质量检测后，进行不同工艺的T4和T6热处理，完成热处理的轮毂毛坯机加工成轮毂样品。　　该项目还为镁合金轮毂开发了多层复合的表面处理技术：首先以微弧氧化工艺对轮毂表面进行打底，该氧化膜具有很高的耐磨性和耐蚀性，然后采用金属漆进行封装和着色，最后采用光亮漆进行外观处理。随机抽取镁合金轮毂样品进行了台架试验，包括：气密性测试、轮圈弯曲疲劳试验、径向疲劳试验以及13O落锤冲击试验，采用的是日本轻合金轮圈试验协会（VIA）规定的测试标准，样品均通过上述测试项目，即基本达到汽车轮毂的使用条件。该项目从提高镁合金的强韧性这个根本问题作手，同时深入研究镁合金轮毂的成型工艺、表面处理、熔体净化等一系列相关技术，从而解决镁合金在汽车轮毂上的应用可行性，思路是新颖和具有创造性的。在国内是首次开发成功镁合金的汽车轮毂，并且与国际上的镁合金轮毂的最新开发水平基本同步。采用镁合金代替铝合金开发汽车轮毂在国外发达国家已受到相当重视，并有商业产品试用，但在我国还刚起步。该项目的开发成功，走出了一条具有中国特色的镁合金压铸发展之路，为镁合金在汽车产业中的扩大应用和提高产品档次打下了扎实的基础。高强高韧镁合金及其轮毂成型技术的开发成功，解决了镁合金汽车轮毂强度与韧性难于兼顾的问题，对我国汽车轻量化、节能环保和汽车用镁合金的应用具有重大的应用价值和很好的经济效益、社会效益及产业化前景。目前，国外对镁合金轮毂的需求量较大，山东和广东等地的轮毂生产企业正在尝试进行镁轮毂的生产，但尚未获得成功。　　在该项目进行当中上海金合利轮毂制造有限公司、上海东海有色合金熔炼厂、无锡锦绣铝业集团有限公司和南京粤华轮毂制造有限公司参与了该项目的研制开发工作，目前正在与有关企业协商开展镁合金轮毂产业化生产工作。镁合金轮毂用于电动汽车有利于降低电动汽车重量，在电池功率一定的条件下可以有效的提高电动轿车的最大行驶速度和行驶里程。该课题组正在配合上海汽车工业总公司、同济大学、上汽集团奇瑞汽车公司开展电动汽车清量化的工作，将镁合金轮毂用于我国自主研制的新一代电动汽车。