技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車零部件領(lǐng)域，特別涉及接合和應(yīng)力傳遞元件的零部件，尤其是用于汽車的懸架、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和其它類似機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

在汽車領(lǐng)域?qū)τ诓捎每梢猿惺芨邫C(jī)械性和熱要求的輕合金制造的構(gòu)件的需求越來越多，這是對(duì)這些材料進(jìn)行研究背后的主要推動(dòng)力。目前的研究集中在使用具有更好性能的輕質(zhì)材料以及可以制造出具有高冶金質(zhì)量部件的高產(chǎn)率工藝。

除了質(zhì)輕外，在汽車懸架元件領(lǐng)域內(nèi)還要求高疲勞強(qiáng)度、高強(qiáng)度/延展性比例、抗沖擊性和良好的可焊性。

為了使鋁合金能達(dá)到這些要求，需要開發(fā)新的鋁合金和復(fù)合材料并且改善和/或發(fā)展鑄造過程(真空注射，液態(tài)、實(shí)心模鍛……)。

關(guān)于鋁合金的研究集中在對(duì)于機(jī)械性能的改善上，盡量防止隨后使用熱處理，對(duì)于合金在更高溫度下工作的開發(fā)和改善鑄造性上。Al-Cu合金、Al-Mg合金和過共晶Al-Si合金的使用正是為了達(dá)到這些目的。

傳統(tǒng)的懸架連接件的制造是對(duì)部件主體部分的鋼進(jìn)行鍛造和機(jī)加工以及接下來與球窩接頭或者其它類型的連接件一體化，一體化可以根據(jù)要求的特性利用機(jī)械或焊接的方法實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)在懸架系統(tǒng)中可以利用的空間、要求的特性和車輛里程，這些連接件可以通過塑性注射制造。為了滿足要求的機(jī)械性能，這些塑性連接件當(dāng)然可以更大，但由于嚴(yán)格的空間限制，它們?cè)谄噾壹苤械牟贾貌⒉豢偰軐?shí)現(xiàn)。

有些這種類型的部件是由鋁通過鑄造工藝制成。這些鋁部件與鋼的球窩接頭連接。然而，使用的鋁合金并不與任何標(biāo)準(zhǔn)合金對(duì)應(yīng)，并且因?yàn)椴牧系膬?nèi)部質(zhì)量，使用的是壓鑄工藝。這種類型的部件的質(zhì)量并不好(砂眼、縮孔和其它不能容許的缺陷)并且很難達(dá)到傳統(tǒng)部件的特性水平。

為了大批量的生產(chǎn)這些已經(jīng)組裝在一些高里程汽車上的鋁部件(懸架連接件)，還開發(fā)了低成本并且可行的焊接工藝。

雖然這些鋁部件的生產(chǎn)并非大批量，但是已經(jīng)進(jìn)行的開發(fā)和汽車制造商對(duì)減少重量的持續(xù)要求清楚地表明：在不久的將來現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝必須改變，并且必須制造由成本或特性或兩個(gè)因素共同區(qū)分的輕質(zhì)部件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明包括通過鑄造工藝處理的結(jié)構(gòu)鋁合金，以替代通過機(jī)加工和焊接鋼合金實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)有懸架連接方案。另外，可以考慮將新的接合元件與鋼球窩接頭和其它部件整合形成懸架系統(tǒng)。鑄造可以實(shí)現(xiàn)功能以及新形狀和構(gòu)型的整合。

雖然材料的最終選擇由選定部件的規(guī)格確定，但是有兩族材料滿足要求，它們同時(shí)具有關(guān)于減重和設(shè)計(jì)可能性的優(yōu)點(diǎn)。

一方面，鑄造鋁合金可以達(dá)到接近250-300MPa的極限抗拉強(qiáng)度范圍、200-250MPa的彈性極限、18-23GPa的彈性模量和高延伸性(最大斷裂延伸率在5-9％之間)。AU5GT、Al-Zn類型的的過共晶的鋁硅合金或者鋁銅合金也包括在這類合金中。

另一方面，存在用來制造具有抗磨損和抗高溫的部件的另一族材料。它們是帶有金屬模版的復(fù)合材料，例如基于鋁合金和0.5-3μm顆粒形式陶瓷加強(qiáng)件(TiB₂，SiC，Al₂O₃)的復(fù)合材料，可以通過液態(tài)模鍛，注射處理。也可以使用鎂合金、半固態(tài)合金和工藝。

下表表示出現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的區(qū)別，例如材料和制造過程的不同必然產(chǎn)生新產(chǎn)品。