铝合金汽车控制臂锻造

芜湖台众汽车零部件有限公司,是一家集研发、锻造、热处理于一体的铝件、铝锻件(aluminum forging),铝合金锻造厂家。

目前公司主要生产铝制(铝合金锻造)汽车配件，如汽车，摩托车，自行车，铁路运输配件，空调，矿产，消防，等各类铝合金的锻造加工（包括2A12,2A14,7075,6061,6082.6A10等材质产品）。

随着汽车工业的发展和环保压力的增大，汽车厂对于汽车轻量化的要求日益提高，对于传统汽车，轻量化能明显减少燃油消耗；对于电动车来说，轻量化能有助于提高电池续航里程；另外，底盘轻量化也提高了其他方面的整车性能。

材料的选型

目前锻造汽车用铝合金控制臂的材料多为6061和6082铝合金，锻坯的来源有挤压棒材、半连续铸造棒材、半连续铸造异形锭，对于挤压棒材，需要经过切断、辊锻弯曲、预锻、终锻、热处理等工序；对于半连续铸造包材，在切断前需要经过均匀化处理；异形锭是指用半连续铸造的方式直接制备出锭坯形状与终端控制臂锻造产品外形接近的近终形汽车用铝合金锻坯，锭坯经切片后直接锻造成型。异形锭相对于圆棒而言，工序大为缩短，但铸造质量控制更难一些。

锻坯及模具设计

对于挤压棒材，根据最终成型零件尺寸和体积，经过锻造模拟，确定所需挤压棒材的直径和切断长度，然后需要经过加热，辊锻，弯曲等工序制坯；对于异形锭，结合铸造工艺和锻造模拟，设计需要的异形锭形状，确定异形锭的切片厚度，如下图。根据最终零件的形状，设计锻造模具，有时如果零件过于复杂，一次锻压难以成型，或者成型后有缺陷,这时候就需要增加一次预锻，保证成型的无缺陷。  

锻造工艺的制定

锻造工艺包括坯料锻造时的温度，模具温度，锻造完成后的热处理工艺，坯料温度过高容易引起过烧，坯料温度过低，变形阻力过大，锻造充型困难，所以锻造的坯料温度要处于一个合适范围，锻造完成后要进行固溶和时效处理，固溶温度和时长的选择是保证可溶解的强化相尽可能的溶解到基体中而没有过烧现象为前提，时效的温度和时长的选择是以强化相能均匀细小的析出而不会粗化，达到较好的强化效果为前提。

零件组织、性能评价

热处理过后的零件要进行低倍，高倍，硬度和力学性能检测。低倍主要是看零件的晶粒异常长大情况，就是我们常说的粗晶，如下图，粗晶对零件的力学性能有着负面的影响，要对粗晶环尺寸或粗晶率进行控制。

CAD&CAE结构设计与分析

首先要构建悬架多体模型，通过多体动力学载荷分解得到相关硬点的载荷输入，然后通过对汽车用铝合金控制臂的结构设计，结构优化(拓扑优化等)以及CAE验证(强度，模态，疲劳等)，完成满足结构和性能要求的铝合金控制臂设计。如下图所示，设计的汽车用铝合金控制臂相对于钢制件轻量化效果达到36.8%，减重1.2Kg。