汽車鋁合金輪轂鑄造技術(shù)工藝應(yīng)用研究

姚 丹

（中信戴卡股份有限公司，河北 秦皇島 066011）

近年來，隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，促進了相關(guān)技術(shù)的完善，鋁合金輪轂鑄造技術(shù)便是其中之一。輪轂是汽車制造中不可或缺的重要組成部分，現(xiàn)階段，鋁合金輪轂已經(jīng)基本取代了傳統(tǒng)的鋼輪轂，為進一步提升鋁合金輪轂的生產(chǎn)效率和工藝水平，應(yīng)當不斷加大對其鑄造技術(shù)工藝的研究力度。借此，本文就汽車鋁合金輪轂鑄造技術(shù)工藝應(yīng)用展開研究[1]。

1 汽車鋁合金輪轂常用的鑄造技術(shù)

目前，鋁合金輪轂以其自身優(yōu)良的性能在汽車制造中獲得廣泛應(yīng)用，鋁合金輪轂常用的鑄造技術(shù)有以下幾種。

（1）壓力鑄造。這種鑄造方法具體是指在高壓作用下，使鋁合金液體以較高的速度充填型腔，并通過施加一定的壓力，使鋁合金液體達到凝固狀態(tài)，從而獲得所需的鑄件。通過壓力鑄造生產(chǎn)出來的鋁合金輪轂除具有良好的機械性能之外，還有這較好的致密性，表面硬度和強度也比較高，可以保證鑄件的尺寸，達到表面光潔的要求。該鑄造技術(shù)唯一的不足之處是，無法利用熱處理工序提高輪轂的性能，因鋁合金液體在充型的過程中速度較快，從而無法使型腔內(nèi)的氣體全部排除，未能排除的氣體會以氣孔的形式存在于鑄件當中，由此會對鑄件的質(zhì)量造成影響。為解決這一問題，業(yè)內(nèi)的專家學者通過研究后，開發(fā)出一種無氣孔的壓力鑄造工藝，其中較具代表性的是充氧壓力鑄造法。該方法出具備傳統(tǒng)壓力鑄造法的優(yōu)點之外，還克服了氣孔的問題，通過該方法生產(chǎn)出來的鋁合金輪轂不但機械性能更高，而且質(zhì)量更輕，此類輪轂適用于高級車輛[2]。

（2）低壓鑄造。這種鑄造方法的基本原理為：將用于鑄造的鋁合金液體裝入具有良好密閉性的坩堝當中，并使液體始終保持在澆注溫度，隨后將壓縮空氣通入到液體表面，借此來使坩堝與型腔間形成壓力差，處于坩堝內(nèi)的液體在該低壓的作用下，會從升液管上升，經(jīng)由輸液通道、鑄型澆口后，被壓入到與坩堝相連的模具當中，這樣便可獲得所需的鋁合金鑄件。其具有純凈度高、平穩(wěn)性好、成型效果好、致密性高、收得率高、生產(chǎn)效率高等特點。由于低壓鑄造技術(shù)所具備的這些優(yōu)點，從而使其成為國內(nèi)外很多汽車制造企業(yè)的首選技術(shù)工藝，如日本的豐田汽車公司、美國福特汽車公司的Wiru廠等。這種鑄造技術(shù)雖然優(yōu)點較多，但在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，其也存在一些不足之處，如生產(chǎn)設(shè)備投資成本大、鑄造時間長、升液管容易損壞等等。如果以上問題能夠得到有效解決，必將對該鑄造技術(shù)的大范圍推廣應(yīng)用起到促進作用[3]。

（3）重力加壓鑄造。這是傳統(tǒng)重力鑄造與壓力鑄造相結(jié)合的一種鑄造技術(shù)，它的充型過程是在重力作用下完成，金屬液體的凝固過程則是在壓力的作用下完成。該鑄造技術(shù)兼具傳統(tǒng)重力鑄造和壓力鑄造的優(yōu)點，彌補鑄造中的缺陷問題，在鋁合金輪轂鑄造中具有良好的應(yīng)用前景。該鑄造技術(shù)具有如下特點：澆注系統(tǒng)的體積較小，由此使得鋁合金液體的利用率獲得大幅度提升；澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡單，實踐表明，通過該鑄造技術(shù)工藝，可以大幅度降低因鑄件夾渣而導致報廢的幾率，鑄件的成品率顯著提升；因澆注口的位置偏離模具中心，從而使得模具上的最大應(yīng)力點發(fā)生改變，延長了模具的使用壽命；由于輪轂是在一定的壓力下結(jié)晶凝固，使得鑄件達到良好的補縮效果，輪轂的力學性能隨之提高；設(shè)備的總體造價較低，可通過對傳統(tǒng)重力鑄造設(shè)備的改造來實現(xiàn)，原本的設(shè)備得到一定的利用，節(jié)約了成本；冷卻風道的加入，使鑄件的凝固順序變?yōu)榭烧{(diào)，防止縮孔等缺陷的發(fā)生。下面本文重點對該鑄造技術(shù)工藝在汽車鋁合金輪轂中的應(yīng)用進行分析。

在具體實施的過程當中，當?shù)卣筛鶕?jù)礦山的實際開采情況來執(zhí)行相關(guān)的環(huán)境保護、水資源污染防治及礦產(chǎn)資源開發(fā)相關(guān)的法律法規(guī)。此外，政府部門應(yīng)敦促相關(guān)企業(yè)在進行開采活動中充分評估開采活動對該地區(qū)水資源的影響。

3.2 節(jié)約用水，大力提升地下水資源的利用率

人員因素是造成地下水污染的主要原因之一，在降低礦山開采對于地下水資源的影響時務(wù)必為相關(guān)人員樹立“節(jié)約用水”的思想，從而大力提升地下水資源的利用率。為使礦山開采活動對地下水資源的影響降到最低，相關(guān)礦產(chǎn)企業(yè)務(wù)必培養(yǎng)相關(guān)工作人員的環(huán)境保護意識，以有效治理廢水隨意排放、浪費用水等現(xiàn)象。在技術(shù)層面，礦產(chǎn)企業(yè)應(yīng)積極引入更加環(huán)保節(jié)能的設(shè)備，從而大力提升現(xiàn)有的地下水資源利用率。此外，為落實可持續(xù)發(fā)展觀，相關(guān)企業(yè)應(yīng)對礦山開采過程中所產(chǎn)生的廢石、礦坑排水和污水等加以回收利用，從最大限度上提升資源利用率[3]。

3.3 優(yōu)化管理模式，建立水資源影響補償機制

現(xiàn)行的《中華人民共和國水法》對礦藏開采及地下工程建設(shè)所造成的地下水枯竭、水位下降和地面塌陷等現(xiàn)象都進行了詳細的界定，其要求采礦單位在出現(xiàn)上述問題時務(wù)必采取一定的補救措施，以降低上述問題對環(huán)境的污染。為加大政府部門對相關(guān)問題的懲治力度，相關(guān)部門必須嚴格按照這一法律條例進行工作。為提升相關(guān)單位對于礦山開采對地下水資源影響的重視程度，相關(guān)部門可根據(jù)礦山開采的實際情況而建立科學完善的水資源影響補償制度，以推動當?shù)厮Y源治理工作的發(fā)展。

3.4 更新開采技術(shù)，提升地下水資源保護性

開采技術(shù)對于礦山開采對地下水資源的影響具有突出作用，利用地下水資源保護性良好的開采技術(shù)進行礦山開采活動即可有效降低礦山開采對地下水資源的影響。部分開采法便是一種地下水資源保護性較好的開采技術(shù)。該開采方法只采出部分煤炭，而依靠剩余煤炭控制頂板巖層的運用，從而有效降低導水裂縫帶高度，以減弱礦山開采對地下水資源的影響。從目前相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用情況來看，部分開采法主要包括了房式開采法、條帶開采法、柱式開采法及限厚開采法等。

4 結(jié)語

綜上所述，礦山開發(fā)對地下水資源含量、含水層水位和地下水資源水質(zhì)都具有十分深遠的影響。且受到水資源循環(huán)作用的影響，礦山開發(fā)對地下水的影響還將在一定范圍內(nèi)逐漸擴大。隨著我國民眾環(huán)保意識的提升，相關(guān)部門已經(jīng)意識到了相關(guān)問題的嚴重性。在減輕礦山開發(fā)對地下水資源的影響時，政府部門可從規(guī)范開采活動、提升地下水利用率、建立水資源影響補償機制、更新開采技術(shù)等方面入手。

[1]趙雪瓊，黃茜蕊，鄒鯉嶺．礦山開發(fā)對地下水的影響研究[J]．環(huán)境科學與管理，2017(07)：38-41．

[2]李利．解析礦山開采對地下水資源的影響[J]．水資源開發(fā)與管理，2016(12)：23-28．

[3]徐龍濱．解析礦山開采對地下水資源的影響[J]．科技與企業(yè)，2015(04)：133．