ZL205A铝合金乘用车转向节凝固工艺设计优化分析.docxVIP

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2025-11-19 发布于浙江
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《热加工工艺

《热加工工艺》2019年2月第48卷第3期

Hot

HotWorkingTechnology2019,Vol.48,No.3

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ZL205A铝合金乘用车转向节凝固工艺设计优化分析

罗鹰,袁新建,丁徐强

(南通理工学院汽车工程学院,江苏南通226002)

摘要：近年来，随着轨道交通行业一体化轻量设计的推广，铝合金已成为首选材料。本文针对ZL205A铝合金转向节铸件设计了两种不同的凝固工艺，借助FEM数值仿真完成了不同成型工艺下充型流动场与凝固固相场的对比分析。结果表明：与自由充型相比，采用低压成型工艺合金熔体充型平稳，实现了自上而下与自内向外的顺序凝固，工艺出品率由54%增至68%；经T6热处理后铸件本体试样平均抗拉强度、屈服强度、伸长率与布氏硬度分别达到了521

MPa、455MPa、8.1%、146HBS。

关键词：ZL205A铝合金；凝固；工艺设计；力学性能

DOI:10.14158/j.cnki.1001-3814.2019.03.031

中图分类号：TG242+3 文献标识码：A 文章编号：1001-3814(2019)03-0125-05

OptimizationAnalysisonSolidificationProcessDesignofZL205AAluminumAlloyPassengerVehicleSteeringKnuckle

LUOYing,YUANXinjian,DINGXuqiang

(SchoolofAutomotiveEngineering,NantongInstituteofTechnology,Nantong226002,China)

Abstract：Inrecentyears,withthepopularizationoflightweightdesigninrailtransportindustry,aluminumalloyhasbecomethepreferredmaterial.TwodifferentsolidificationprocessesforZL205Aaluminumalloysteeringjointcastingsweredesigned.ThecomparativeanalysisoffillingflowfieldandsolidificationsolidfieldunderdifferentformingprocesseswascompletedbyFEMnumericalsimulation.Theresultsshowthatcomparedwiththatofthefreefillingprocess,thealloymeltfillingoflowpressureformingprocessisstable,andthesequentialsolidificationfromtoptobottomandfrominsidetooutsideisrealized,andtheproductionrateoftheprocessincreasesfrom54%to68%.AfterT6heattreatment,theaveragetensilestrength,yieldstrength,elongationandBrinellhardnessofthecastingbodyspecimensare521MPa，455MPa，8.1%and146HBS,respectively.

Keywords：ZL205Aaluminiumalloy;solidification;technologicaldesign;mechanicalproperties

近年来，随着节能减排与环保要求的不断提高，一体化轻量设计已成为轨道交通行业最重要的技术设计指标。高速动车、轻轨列车和乘用车的轻量化是轨道交通运输轻量化设计的主要对象，而大量采用轻质材料，尤其是铝合金材料是提高车辆轻量化设计的最有效途径[1-5]。与镁合金相比，铝合金批量化生产成本较低，易于工业化推广；与工程塑料相比，铝合金减震降噪与耐热性能更佳，适用于轨