بند بند فرمان دایکستینگ آلومینیومی

1. مقدمه

گره های فرمان (عمودی یا دوکی نیز نامیده می شود) رابط ساختاری بین توپی / یاتاقان چرخ هستند, میله فرمان, کنترل بازوها یا بند, و کالیپر ترمز.

آنها فرمان را منتقل می کنند, بارهای ترمز و تعلیق - اغلب به طور مکرر و تحت شرایط استرس چند محوری پیچیده - بنابراین قدرت, مقاومت در برابر خستگی و دقت ابعاد بسیار مهم است.

آلومینیوم مودب بند انگشتان توجه را به خود جلب می کند زیرا هندسه یکپارچه پیچیده را امکان پذیر می کند (رئیس های بلبرینگ, صفحه های نصب ترمز, دنده های یکپارچه) و پس انداز انبوه.

هر چند, برنامه خواستار است: بند انگشت باید الزامات تصادف و خستگی را برآورده کند, و دایکستینگ خطراتی را به همراه دارد (تخلخل, اجزاء, تفکیک) که باید مدیریت شود.

2. نقش & الزامات عملکردی یک بند انگشت فرمان

خواسته های عملکردی کلیدی عبارتند از:

• تحمل بار & انتقال: گشتاور فرمان, بارهای جانبی گوشه, بارهای عمودی ناشی از نیروهای تعلیق و ترمز.
• داده های دقیق: هم محوری حفره یاتاقان, نصب توپی چرخ, محل صورت کولیس, و اتصالات میله / توپی مناسب است.
  تلورانس های معمولی حفره تنگ هستند (بارها <± 0.05-0.1 میلی متر پس از ماشینکاری نهایی).
• زندگی خستگی: میلیون ها چرخه بار در طول عمر خودرو. بند انگشتان اجزای مهم خستگی هستند.
• تأثیر & قابلیت تصادف: از تکان ها زنده بمانند, ضربه های مهار و ضربه های U-bar بدون شکستگی فاجعه بار.
• خوردگی & مقاومت در برابر محیط زیست: مقاومت در برابر نمک جاده, رطوبت و زباله بدون تخریب سریع.
• عملکرد NVH: سفتی و میرایی را برای جلوگیری از تشدید و سختی کنترل کنید.

3. چرا باید قالب آلومینیومی را برای بند فرمان انتخاب کنید؟?

مزایا

• کاهش وزن: آلیاژهای آلیاژی ≈ 2.7 g·cm-3 در مقابل فولاد ≈ 7.8-7.9 g·cm-3 → صرفه جویی قابل توجهی در جرم بدون فنر, بهبود سواری و کارایی.
• شکل نزدیک شبکه & ادغام: رئیس ها را ترکیب کنید, دنده ها و ویژگی های نصب در یک ریخته گری که تعداد قطعات و جوش ها را کاهش می دهد.
• نرخ تولید بالا: HPDC از زمان چرخه سریع و هزینه کم هر قطعه در مقیاس پشتیبانی می کند.
• رفتار حرارتی خوب: آلومینیوم گرمای ترمزها را بهتر از برخی مواد دفع می کند, کمک به خنک کننده ترمز در برخی طرح ها.

مبادلات / چالش

• قدرت ذاتی کمتر & سفتی در مقابل فولاد آهنگری - به بخش‌های بزرگ‌تر یا تقویت‌کننده نیاز دارد, تاثیر بر بسته بندی.
• حساسیت خستگی به عیوب ریخته گری (تخلخل, اجزاء) - کنترل و بازرسی دقیق ریخته گری را می طلبد.
• در سوراخ های یاتاقان و مجموعه های رزوه دار سایش ممکن است نیاز به درج یا پس از ماشینکاری داشته باشد.
• خوردگی & جفت شدن گالوانیک با قطعات فولادی باید مدیریت شود (پوشش, طراحی, آندهای قربانی).

4. مواد & انتخاب های آلیاژی

دایکست معمولی آلیاژهای آلومینیوم برای بند انگشت استفاده می شود

• A380 / ADC12 (خانواده السی کو) - اغلب برای قطعات HPDC به دلیل ریخته گری عالی انتخاب می شود, سیالیت و پرداخت سطح.

• • تراکم: ± 2.82-2.90 گرم · سانتی متر³ (محدوده معمولی بسته به آلیاژ).
  • استحکام کششی طبق ریختگی: به طور گسترده ~ 200-320 مگاپاسکال (با تخلخل متفاوت است, بخش, و پردازش).
  • نظرات: زندگی عالی & چرخه های سریع; استحکام متوسط; معمولاً در مواقعی که نیاز به ریخته گری پیچیده بزرگ و دیوارهای نازک است استفاده می شود.

• A356 / alsi7mg (آلیاژ ریخته گری قابل عملیات حرارتی) - زمانی که به استحکام و عملکرد خستگی بالاتر نیاز است استفاده می شود; قابل عملیات حرارتی به T6.

• • تراکم: ± 2.68-2.72 گرم · سانتی متر³ (نزدیک به آلومینیوم عمومی).
  • قدرت کششی T6:~260-320 مگاپاسکال (با اندازه بخش و اثربخشی T6 متفاوت است).
  • نظرات: معمولاً در ریخته گری گرانشی یا فشاری استفاده می شود, یا ریخته گری فشار پایین که در آن به خواص مکانیکی بهتری نیاز است.

• انواع دایکست با یکپارچگی بالا / آلیاژهای تقویت شده - برخی از OEM ها از آلیاژهای خاص یا مواد شیمیایی اصلاح شده برای بهبود شکل پذیری استفاده می کنند, کاهش ترک خوردگی داغ, یا اینکه عملیات حرارتی T6 را بپذیرید.

داده های فیزیکی کلیدی (معمولی, راهنمایی مهندسی)

• مدول الاستیک (با هم): ± 6972 گیگا پاسکال
• انبساط حرارتی: ± 23-25 × 10-6 / درجه سانتیگراد
• رفتار خستگی: به شدت به سلامت ریخته گری وابسته است; آلیاژهای ریخته گری حد استقامت خستگی بسیار کمتری نسبت به آلیاژهای فرفورژه نشان می دهند مگر اینکه عیوب کنترل شوند..

یادداشت: همه اعداد بالا محدوده های مهندسی معمولی هستند. مقادیر دقیق به مقدار زیادی آلیاژ بستگی دارد, روش ریخته گری, ضخامت بخش, عملیات حرارتی, و سطح تخلخل. همیشه از داده های خاص تامین کننده و کوپن های آزمایشی برای احراز صلاحیت استفاده کنید.

5. فرآیندهای ریخته گری که برای بند انگشت استفاده می شود

• ریخته گری با فشار بالا (HPDC): رایج ترین برای پیچیده, بند انگشتی دیواره نازک با حجم بالا. جوانب: سرعت و پرداخت سطح.
  منفی: تمایل بیشتر به جذب تخلخل گاز (مگر اینکه خلاء & دروازه کم آشفتگی استفاده شده است).
• HPDC وکیوم: HPDC با خلاء اعمال شده در محفظه شات یا قالب برای کاهش هوای محبوس شده و تخلخل هیدروژن - مورد استفاده برای اجزای حیاتی ایمنی مانند بند انگشت.
• ریخته گری کم فشار / فشار دادن: کنترل انجماد بهتر, تخلخل پایین, و خواص مکانیکی بهبود یافته است; زمان‌های چرخه آهسته‌تر و ابزار متفاوت - زمانی انتخاب می‌شوند که یکپارچگی بالاتر مورد نیاز باشد.

مبادله انتخاب فرآیند: HPDC + جاروبرقی اغلب سازش عملی برای بند انگشتی خودرو با حجم بالا است; ریخته‌گری فشرده یا LPDC ممکن است زمانی انتخاب شود که حاشیه‌های خستگی تنگ هستند و حجم‌ها هزینه را توجیه می‌کنند..

6. ماشینکاری, ویژگی های مونتاژ & پیوستن

حتی با ریخته گری شکل نزدیک به تور, بند انگشت نیاز به مراحل ماشینکاری اساسی دارد.

عملیات اولیه

• حفره را تمام کنید برای توپی چرخ و بلبرینگ: معمولاً به هم‌مرکز بودن باز می‌گردد/پایان خسته می‌شود.
• صورت پیچ و مهره & نصب کولیس: ماشین کاری شده برای صافی و تحمل الگوی پیچ.
• سوراخ های رزوه ای: ماشین شده; درج ها را در نظر بگیرید (هلیکویل / پرس مناسب ضد زنگ) جایی که چرخه های گشتاور مکرر رخ می دهد.

حامل & حفظ هاب

• مطبوعات مناسب است: طراحی برای تداخل صحیح (مقادیر تداخل متناسب با فشار را در هر مشخصات بلبرینگ مشخص کنید).
• انبساط سرد / چنگ زدن گاهی اوقات برای نگهداری اضافی استفاده می شود.

درج های ترکیبی

• برای تحمل‌های سایش/سفت بالا, متناسب درج فولادی یا متخلخل به رئیس بازیگران (منقبض یا باند) برای ترکیب هندسه ریخته گری و مقاومت در برابر سایش فولاد.

پیوستن

• جوشکاری روی دایکاست Al محدود است; لحیم کاری یا اتصال چسب گزینه هایی برای برخی از اتصالات هستند. از بست های مکانیکی برای مسیرهای بار بحرانی استفاده کنید.

7. عملیات حرارتی, تقویت محلی & فرآیندهای ترکیبی

• محلول T6 + پیری مصنوعی: قابل استفاده برای آلیاژهای قابل عملیات حرارتی (A356) برای بالا بردن قدرت و زندگی خستگی.
  آلیاژهای HPDC مانند A380 معمولاً در مقیاس با T6 درمان نمی شوند، اما فرآیندهای خاصی وجود دارد..
• سخت شدن القایی موضعی: در برخی از طرح ها برای مناطق سایش یا ژورنال های بلبرینگ اعمال می شود.
• هاب های جعلی/درج شده: ترکیب بدنه های ریخته گری با محفظه های یاتاقان ماشینکاری شده / آهنگری (فشرده / پیچ و مهره) بهترین هر دو دنیا را می دهد: هندسه ریخته گری سبک وزن و صندلی های بلبرینگ با یکپارچگی بالا.

8. درمان های سطحی, محافظت در برابر خوردگی & NVH

بند انگشت فرمان در تقاطع شدید بار مکانیکی قرار می گیرد, پاشیدن جاده, نمک و تماس با فلز مخلوط.

درمان سطح و اقدامات NVH افزودنی های زیبایی نیستند - آنها از عمر خستگی محافظت می کنند, جلوگیری از حمله گالوانیکی و تنظیم پاسخ دینامیکی.

گزینه های پوشش حجیم (پشته توصیه شده برای بند انگشتی خودرو)

رسوب الکتریکی کاتدی (کت الکترونیکی) + پرایمر اپوکسی + روکش (پلی اورتان / پلی استر) - استاندارد OEM

• کت الکترونیکی (پرایمر رسوب الکتریکی): ضخامت معمولی 10-25 میکرومتر. پوشش عالی زیرلایه و مقاومت در برابر خوردگی.
• اپوکسی/پرایمر: 30-70 میکرومتر برای مقاومت براده و چسبندگی.
• روکش (پوشش پایه / شفاف یا پودری): 20-40 میکرومتر برای محافظت در برابر UV / آب و هوا و ظاهر.
• مزایا: تراشه سنگ عالی, نمک, و مقاومت دراز مدت در برابر خوردگی; فرآیند بالغ خودرو; چسبندگی خوب به Al.
• کنترل های کلیدی: تمیزی قبل از درمان, پوشش تبدیلی, برنامه پخت و پوشاندن مناطق یاتاقان/پرس.

پوشش های تبدیلی (قبل از درمان) - قبل از پوشش/رنگ الکترونیکی مورد نیاز است

• تبدیل کروم سه ظرفیتی (کلوچه(III)) یا بر پایه زیرکونیوم/تیتانیوم پوشش های تبدیلی (بدون کرومات) برای رعایت محیط زیست ارجحیت دارند.
• عمل: چسبندگی رنگ را بهبود می بخشد, در حین جابجایی، محافظت موقت در برابر خوردگی را فراهم می کند. فیلم معمولی نازک است (مقیاس نانومتر) و نه یک محافظ مستقل.
• اجتناب کردن: کروم شش ظرفیتی (کلوچه(ششم)) به دلیل مسائل نظارتی و بهداشتی.

آندایز کردن / آنودایز سخت - استفاده انتخابی

• آندایز کردن یک لایه اکسید سرامیکی ایجاد می کند (ضخامت 5-25 میکرومتر معمولی است); آنودایز سخت لایه های ضخیم تری می دهد (25-100 میکرومتر).
• محدودیت برای بند انگشت: آنودایز شکننده و به طور کلی است نامناسب برای حفره ها یا سطوح جفت گیری که نیاز به تناسب با فشار یا تلرانس های محکم دارند; آنودایز را می توان بر روی سطوح خارجی غیر کاربردی که به مقاومت سایشی اضافی نیاز است استفاده کرد.
• توصیه: پوشش را ترجیح می دهند + آب بندی به جای آنودایز کامل برای بند انگشت های ساختاری.

آبکاری موضعی / درمان پوسته پوسته نیکل یا روی

• پوشش های ورقه ای روی (لایه نازک قربانی) گاهی اوقات برای اتصال دهنده ها و درج های فولادی در معرض برای بهبود سلسله مراتب گالوانیکی استفاده می شود.
• نیکل الکترول ممکن است برای سطوح سایشی در نظر گرفته شود، اما گران است و کنترل چسب روی آلی که ریخته گری شده است چالش برانگیز است.

درمان های کاربردی/محلی & درج می کند (برای عملکرد حیاتی است)

سوراخ های بلبرینگ ماشین کاری شده & درج فولاد فشرده

• سوراخ های بلبرینگ نهایی را همیشه ماشین کنید به تحمل مورد نیاز; در نظر گرفتن آستین های داخلی فولادی (کوچک شدن / پرس مناسب یا باند شده) برای:

• • بهبود مقاومت در برابر سایش موضعی,
  • فشار تداخل بالاتر متناسب است, وت
  • جداسازی گالوانیکی (مواد انتخاب شده برای سازگاری با فولاد محور / توپی را وارد کنید).

• تمرین را درج کنید: سوراخ را با یک کت تبدیل آماده کنید + چسب محلی یا تداخل مناسب; ماسک در طول فرآیند پوشش حجیم.

سوراخ های رزوه ای

• استفاده کردن درج فولاد ضد زنگ (هلیکویل, درج های فشاری) برای چرخه های گشتاور مکرر یا استفاده از چسب های قفل کننده نخ و ضد گیر در هنگام جفت شدن با بست های فولادی.
• از نخ ها در هنگام پوشش محافظت کنید (دوشاخه های موقت) یا تمیز کردن نخ پس از پوشش را انجام دهید.

آب بندی چهره ها & سطوح جفت گیری

• کت نپوشید سطوح آب بندی که باید برای صافی ماشین کاری شوند - ماشین بعد از پوشش در صورت لزوم, یا این مناطق را بپوشانید.
  استفاده کردن برق کم کم; می تواند مقاومت در برابر خوردگی را بهبود بخشد اما هندسه را تغییر می دهد.

اقدامات ضد گالوانیکی

• جدا کننده / واشر (پلیمری یا غیرفلزی) بین صفحات جفت شده آلومینیوم و فولاد جریان گالوانیکی را کاهش می دهد.
• آبکاری انتخابی برای اتصال دهنده های فولادی (پولک روی) یک شریک فداکار برای محافظت از آل ایجاد می کند.

روان کننده های مونتاژ & ضد تصرف

• استفاده کردن ترکیبات ضد تشنج تایید شده روی کنتاکت‌های فولادی-آل برای جلوگیری از داغ شدن و سهولت جداسازی قطعات; اطمینان حاصل کنید که شیمی روان کننده با پوشش ها و سیالات سازگار است.

درمان های خستگی و حالت دهنده سطح

شلی / ریزش سطحی

• هدف: معرفی تنش پسماند فشاری مفید در سطح برای به تاخیر انداختن شروع ترک خستگی (به ویژه در نزدیکی فیله ها و شعاع های ماشین کاری شده مفید است).
• کاربرد: شات مناسب انتخاب شده است (رسانه های سازگار با آلومینیوم), شدت و پوشش کنترل شده. تمرین معمولی: بررسی دقیق روی نمونه های اولیه و اندازه گیری استرس باقیمانده/ معادل آلمن.
• یادداشت: از ریزش بیش از حد که می تواند باعث زبری سطح و افزایش کششی موضعی شود، خودداری کنید.

پایان ارتعاش / فروکش

• لبه های تیز را حذف می کند و پوشش سطح را بهبود می بخشد تا عوامل تنش را کاهش دهد. در صورت لزوم به عنوان یک عملیات پیش ماشینکاری استفاده کنید.

اهداف زبری سطح

• برای فیله های حساس به خستگی و مسیرهای بار, مشخص کنید به صورت ماشینی Ra اهداف و هموارسازی ثانویه در صورت نیاز; راهنمایی معمولی: ra 3.2 μM برای سطوح عمومی و رده 1.6 μM برای مناطق انتقال تنش بحرانی پس از اتمام.

NVH (سر و صدا, لرزش & سختی) ملاحظات

چگالی کمتر آلومینیوم در مقابل. چدن می تواند انتقال ارتعاش را افزایش دهد - با کاهش:

• ویژگی های میرایی: بوش های لاستیکی یکپارچه در براکت های تعلیق (به عنوان مثال, 50 طول سنج Shore A) 20 تا 30 درصد لرزش را کاهش می دهد.
• میرایی مواد: انتخاب آلیاژ (A356 دارد 15% میرایی بالاتر از 6061) - نویز رزونانس را 5-10 دسی بل کاهش می دهد.
• بهینه سازی هندسه: دنده های سفت کننده برای جلوگیری از رزونانس با فرکانس چرخ/لاستیک تنظیم شده اند (2030 هرتز) - از "هوم جاده" در کابین جلوگیری می کند.

9. حالت های شکست, نقص مشترک & کاهش

نقص های معمولی

• تخلخل (گاز/انقباض): با خلاء کاهش می یابد, قصور, فیلتراسیون سرامیکی و دروازه بهینه.
• خلوت های سرد / سوء هاضمه: دمای ریزش نامناسب یا گیتینگ ضعیف - دروازه و جرم حرارتی را ثابت کنید.
• پارگی گرم: از تغییرات شدید مقطع خودداری کنید و انجماد را با لرز/بالاگر کنترل کنید.
• ترک در سوراخ های ماشین کاری شده: ناشی از تخلخل زیرسطحی یا ماشینکاری بیش از حد تهاجمی - تشخیص از طریق CT و کنترل مجاز ماشینکاری.
• خوردگی گالوانیکی در اتصالات فولادی: با پوشش ها و ایزوله ها مدیریت کنید.

10. اقتصاد تولید, ابزار & زنجیره تامین

• هزینه ابزاری: ابزار دای سرمایه بر است (محدوده های معمولی به طور گسترده ای متفاوت است).
  انتظار سرمایه گذاری اولیه قابل توجهی را داشته باشید - هزینه های کوچک ده ها هزار دلار است; قالب های پیچیده چند حفره ای می تواند بیش از صدها هزار باشد.
  هزینه دقیق به پیچیدگی بستگی دارد, تعداد حفره ها, مواد دای لایف و خنک کننده.
• هزینه هر قسمتی: می میرد مستهلک شده بیش از حجم بالا; HPDC در حجم تولید متوسط ​​→ بالا رقابتی می شود (ده ها هزار +).
• زنجیره تامین: تامین کنندگان مهم شامل تولید کنندگان قالب هستند, تولیدکنندگان اصلی/درج, خانه های عملیات حرارتی, مراکز ماشینکاری و آزمایشگاه های بازرسی. OEM ها اغلب به تامین کننده IATF نیاز دارند 16949 سیستم های کیفیت و شواهد قابلیت فرآیند (Cp/Cpk).
• زمان چرخه: زمان چرخه HPDC برای یک بند انگشت بسته به اندازه و استراتژی خنک کننده می تواند از چند ثانیه تا یک دقیقه متغیر باشد.; ماشین‌کاری و تکمیل، ساعت‌ها را به ازای هر قسمت در برنامه‌ریزی توان اضافه می‌کند.

11. مقایسه با گزینه های دیگر

(بندک فرمان ریخته گری آلومینیوم ریخته گری در مقابل. سایر تولیدات & گزینه های مادی)

12. LangHe بند فرمان آلومینیومی سفارشی ریخته گری را ارائه می دهد

LangHe در طراحی سفارشی تخصص دارد, بند انگشت فرمان آلومینیومی دایکاست با دقت بالا برای کاربردهای سطح 1 خودرو.

استفاده از HPDC پیشرفته, ریخته گری با کمک خلاء, و فن آوری های ریخته گری فشرده, LangHe اجزای سبک وزن را با قدرت خستگی بهینه ارائه می دهد, دقت ابعادی, و مقاومت در برابر خوردگی.

با ریخته گری داخلی, ماشینکاری CNC, درمان سطحی, و قابلیت های بازرسی کیفیت, LangHe حمایت راه حل های کاملا متناسب برای وسایل نقلیه مسافربری, EVS, SUV, و پلتفرم های عملکردی, اطمینان از انطباق با مشخصات OEM, اهداف NVH, و استانداردهای حیاتی ایمنی.

این شرکت همچنین نمونه سازی سریع را ارائه می دهد, اعتبار سنجی دسته کوچک, و تولید در مقیاس کامل, آن را به یک شریک قابل اعتماد برای خودروسازانی تبدیل می کند که به دنبال مقرون به صرفه بودن هستند, راه حل های بند انگشتی فرمان با کارایی بالا.

13. پایان

بند های فرمان آلومینیومی دایکاست می توانند صرفه جویی قابل توجهی در انبوه و مزایای بسته بندی/مونتاژ برای وسایل نقلیه مدرن - به ویژه خودروهای برقی و وسایل نقلیه ICE با کارایی بالا داشته باشند..

اما آنها فقط در صورت انتخاب آلیاژ قابل دوام هستند, انتخاب فرآیند (HPDC یا LPDC خلاء), طراحی برای ریخته گری و ماشینکاری, و یک رژیم صلاحیت و بازرسی دقیق اجرا می شود.

حاشیه های ایمنی باید محافظه کارانه باشد, و صلاحیت خستگی/ضربه اجباری است.

 

متداول

کدام آلیاژ برای بند انگشت بهتر است: A380 یا A356?

A356 (قابل درمان با گرما) هنگامی که T6 اعمال می شود، قدرت پتانسیل و خستگی بالاتری می دهد (اگر فرآیند از آن پشتیبانی کند); A380 برای ریخته گری و زمان چرخه بسیار عالی است.

انتخاب به حاشیه های مکانیکی مورد نیاز و اینکه آیا فرآیند و طراحی اجازه عملیات حرارتی را می دهد بستگی دارد.

آیا می توان بند انگشت های دایکاست را با حرارت T6 عملیات حرارتی کرد?

برخی از آلیاژها و انواع فرآیند از T6 پشتیبانی می کنند; HPDC A380 به دلیل خطر تخلخل و اعوجاج کمتر در مقیاس با T6 درمان می شود..

LPDC یا ریختگی فشاری A356 با انجماد کنترل شده برای T6 مناسب تر است.

چگونه OEM ها تخلخل را کنترل می کنند?

از HPDC خلاء استفاده کنید, گاز زدایی آرگون, فیلتراسیون سرامیکی, دروازه بهینه شده, دمای مذاب و انجماد کنترل شده, و بازرسی CT/رادیوگرافی با روند SPC.

آیا از بند های آلومینیومی در خودروهای تولیدی استفاده می شود؟?

بله - چندین OEM از بند آلومینیومی در تولید مدل های خاص استفاده کرده اند (پلت فرم های سبک وزن, EVS), معمولاً با کنترل‌های فرآیند قوی و آزمایش‌های واجد شرایط.

خطر اصلی خرابی بند های آلومینیومی چیست؟?

شروع ترک خستگی در تخلخل زیرسطحی یا متمرکز کننده تنش; همچنین در صورت عدم تقویت مناسب در صندلی های یاتاقان سایش/خزش.