再生鋁汽車零部件應(yīng)用日趨廣泛

　　隨著汽車輕量化的發(fā)展，越來越多的零部件鑄造企業(yè)使用再生鋁企業(yè)供給的再生鋁合金錠作為原材料，這一舉措在降低零部件加工成本的同時(shí)，也有可能因?yàn)椴牧先毕葸z傳的因素，給汽車零部件質(zhì)量埋下一些產(chǎn)品缺陷與隱患。

　　零部件制造企業(yè)普遍在模具及加工方面比較專業(yè)，然而對(duì)于再生鋁合金材料的認(rèn)識(shí)還存在差距。加之再生鋁在我國起步較晚，再生鋁合金材料供應(yīng)企業(yè)的技術(shù)力量和專業(yè)程度參差不齊，此類企業(yè)的技術(shù)骨干和技術(shù)工人大多數(shù)是由摩托車零部件鑄造用鋁供應(yīng)企業(yè)轉(zhuǎn)型而來，摩托車零部件的要求相對(duì)汽車而言較低，因此，在客觀上形成了再生鋁合金原材料粗放型的加工模式和非標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程。

　　這就導(dǎo)致了在汽車零部件生產(chǎn)過程中，由于工藝技術(shù)的落后，其生產(chǎn)只是完成一個(gè)將固態(tài)變液態(tài)，再由液態(tài)變固態(tài)的過程，對(duì)再生鋁合金原材料品質(zhì)也停留在依據(jù)成分要求來評(píng)定是否合格，完全忽略了再生鋁合金材料屬性。

　　目前，再生鋁合金原材料企業(yè)所沿用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及工藝流程，幾乎都停留在中等強(qiáng)度的壓鑄件上，對(duì)各種鑄造企業(yè)及零部件使用性能的要求知之甚少。此外，上下游企業(yè)在材料認(rèn)知與標(biāo)準(zhǔn)方面的信息還存在完全不對(duì)稱甚至嚴(yán)重錯(cuò)位的情況，其結(jié)果導(dǎo)致下游零部件企業(yè)給上游材料企業(yè)提出的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏離了零部件性能對(duì)材料的要求。

　　筆者在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，大量下游零部件鑄造企業(yè)對(duì)再生鋁合金材料是陌生的，在對(duì)材料的認(rèn)知上，“唯成分”、“輕組織”的現(xiàn)象普遍存在，以成分作為再生鋁合金鑄錠的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，上游企業(yè)以成分作為交貨依據(jù)，下游企業(yè)以成分作為收貨門檻。

　　大家對(duì)再生鋁合金鑄錠在材料生產(chǎn)過程中的“四化”——完全合金化、細(xì)化、均勻化、熔體凈化，以及材料的冶金性能和遺傳等方面內(nèi)容缺乏認(rèn)識(shí)，因此，經(jīng)常發(fā)生且讓壓鑄企業(yè)長(zhǎng)期困惑的一個(gè)問題就是：再生鋁合金鑄錠的合金成分符合壓鑄企業(yè)提出的要求，合金錠斷口看起來也還可以，企業(yè)的壓鑄工藝也沒改變、模具也沒改變，但是壓出來的零件出現(xiàn)發(fā)脆、裂紋等等缺陷，換一批材料又好了，他們十分不解這是為什么。

　　筆者近年來常常到壓鑄企業(yè)解決問題，了解上下游企業(yè)扯皮的根源在哪里，本文將圍繞汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體、缸蓋、活塞、端蓋、支架、閥體、歧管、變速器殼體及方向盤等典型鋁合金零部件對(duì)鋁硅系合金材料進(jìn)行簡(jiǎn)述，以供參考。

　　一、 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體

　　汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體分上缸體(缸蓋)和下缸體，鑄造形式大致分為壓鑄、低壓鑄造、重力鑄造，上缸體(缸蓋)和下缸體均采用鋁合金鑄造的以日系車最為常見，但也有上缸體采用鑄鐵材質(zhì)的。

　　鋁合金鑄錠的使用牌號(hào)世界各國代碼都不相同，經(jīng)常使用和常見的主要牌號(hào)有美國的：A390、390、ASM380等;日本的：AC2B、ADC10等;中國的：ZL104、ZL106等;法國的：ALSI9Cu3;德國的：ALSI8CuNiMg、ALSi12Cu等。

　　汽車的鋁合金零件不是要求單一強(qiáng)度或單一塑性，它需要的是強(qiáng)度與塑性相結(jié)合的綜合性能，要求有較低的熱膨脹率與較好的耐磨性。如果鋁合金零部件有后期熱處理要求的，還需要對(duì)鋁合金鑄錠中鈣、鈦、合金元素含量及渣含量提出特殊要求，在技術(shù)要求中要明確雜質(zhì)含量和是否變質(zhì)處理，以免發(fā)生雜質(zhì)過多和因鍶變質(zhì)處理導(dǎo)致的表面色斑及氣密性不良等材料缺陷。

　　成分不是造成零部件產(chǎn)品缺陷的唯一因素，材料的組織結(jié)構(gòu)才是關(guān)鍵。下游企業(yè)的要求不明確，對(duì)上游企業(yè)的來說也是不公平的。要避免缺陷，材料就需要符合以下組織結(jié)構(gòu)要求：ALFeMn相小于200微米;ALFeMnSi相小于200微米;硅銅結(jié)塊小于50微米;大面積含氣缺陷，針孔度小于2級(jí);銅結(jié)塊小于50微米。

　　二、缸蓋

　　汽缸蓋是發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的第二大件，零件比較復(fù)雜，技術(shù)要求較高，普遍采用重力鑄造或低壓鑄造，主要使用牌號(hào)有A356、AC2A、ALSi6Cu4、ALSi7Mg、ZL106、ZL107等等。要求零件具有較高的耐熱性、耐沖擊性和疲勞強(qiáng)度等綜合性能，對(duì)合金鑄錠材料要求具有良好的抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度等綜合物理性能，對(duì)材料針孔度、晶粒度及變質(zhì)處理方面，應(yīng)符合以下組織結(jié)構(gòu)圖的要求：

　　任何材料的組織結(jié)構(gòu)都或多或少地存在著一些缺陷，只是應(yīng)根據(jù)零部件的要求將材料的缺陷控制在相應(yīng)范圍內(nèi)，使其滿足零部件性能要求：初生硅尺寸小于50微米，鋁硅鐵相的針狀鐵小于90微米，平均晶粒度大于7級(jí)，針孔度小于2級(jí)。

　　三、活塞

　　根據(jù)材料的冶金性能和加工性，一般共晶合金材料較多，但也有要求膨脹系數(shù)小的產(chǎn)品使用過共晶合金材料的?；钊慵蔫T錠牌號(hào)主要有ALSi12CuMgNi、ZL109、ALSiCu1、AC8A等，對(duì)活塞零件有高強(qiáng)度和韌性、耐熱和耐沖擊性的綜合性能要求，合金元素的主要特點(diǎn)是含鎳，一般大于1%。以下圖例為ZL109、ALSi12CuMgNi顯微組織及相應(yīng)控制要求圖：

　　四、端蓋、支架、閥體、歧管

　　端蓋、支架、閥體、歧管等鋁合金零部件，主要使用的材料牌號(hào)有ADC12、ADC10、ALSi12Cu、ZL102、ZLD101等，這類零部件要求鋁合金鑄錠材料具有強(qiáng)度與韌性相結(jié)合的綜合性能。其中ADC12、ZLD101顯微組織及缺陷限制圖例：

　　以下為應(yīng)限制缺陷：

　　含渣量小于1.5% 鑄錠縮孔小于橫斷面三分之一。

　　五、變速器殼體

　　變速器殼體主要使用的鋁合金鑄錠材料的牌號(hào)有：ADC12、ADC10、390、ZL102、G-ALSi10、1016等。以下為顯微組織及含所含渣缺陷圖例：

　　六、方向盤

　　方向盤一般使用的鋁合金鑄錠材料牌號(hào)有：ADT6、ALMg2Mn等，對(duì)于方向盤的性能要求有好的耐沖擊性和強(qiáng)度以及耐腐蝕性，這類鋁合金材料一般為固溶強(qiáng)化。以下為顯微組織圖例：

　　以上只是部分典型材料的金相圖片，各企業(yè)應(yīng)根據(jù)自己產(chǎn)品的用途要求，就材料組織、密度、性能等方面合理地提出符合自己產(chǎn)品綜合性能的技術(shù)要求，以使再生鋁合金鑄錠能更好地滿足零部件的使用功能。

　　只要再生鋁合金鑄錠材料符合零部件產(chǎn)品的性能要求，零部件產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題就需要從自身尋找原因，比如回頭料控制比例問題等，這樣不但可以解決“唯成分”、“輕組織”的問題，也有助于解決上下游企業(yè)間為零部件產(chǎn)品質(zhì)量各執(zhí)一詞的矛盾，使企業(yè)避免浪費(fèi)，減少因返工、退貨等造成的多余成本，同時(shí)也為國產(chǎn)乘用車輕量化零部件制造上臺(tái)階走出一條正確的道路。