再生鋁汽車零部件應用日趨廣泛

　　隨著汽車輕量化的發展，越來越多的零部件鑄造企業使用再生鋁企業供給的再生鋁合金錠作為原材料，這一舉措在降低零部件加工成本的同時，也有可能因為材料缺陷遺傳的因素，給汽車零部件質量埋下一些產品缺陷與隱患。

　　零部件制造企業普遍在模具及加工方面比較專業，然而對于再生鋁合金材料的認識還存在差距。加之再生鋁在我國起步較晚，再生鋁合金材料供應企業的技術力量和專業程度參差不齊，此類企業的技術骨干和技術工人大多數是由摩托車零部件鑄造用鋁供應企業轉型而來，摩托車零部件的要求相對汽車而言較低，因此，在客觀上形成了再生鋁合金原材料粗放型的加工模式和非標準化的操作流程。

　　這就導致了在汽車零部件生產過程中，由于工藝技術的落后，其生產只是完成一個將固態變液態，再由液態變固態的過程，對再生鋁合金原材料品質也停留在依據成分要求來評定是否合格，完全忽略了再生鋁合金材料屬性。

　　目前，再生鋁合金原材料企業所沿用的技術標準、檢驗標準及工藝流程，幾乎都停留在中等強度的壓鑄件上，對各種鑄造企業及零部件使用性能的要求知之甚少。此外，上下游企業在材料認知與標準方面的信息還存在完全不對稱甚至嚴重錯位的情況，其結果導致下游零部件企業給上游材料企業提出的技術標準偏離了零部件性能對材料的要求。

　　筆者在長期的生產實踐中發現，大量下游零部件鑄造企業對再生鋁合金材料是陌生的，在對材料的認知上，“唯成分”、“輕組織”的現象普遍存在，以成分作為再生鋁合金鑄錠的驗收標準，上游企業以成分作為交貨依據，下游企業以成分作為收貨門檻。

　　大家對再生鋁合金鑄錠在材料生產過程中的“四化”——完全合金化、細化、均勻化、熔體凈化，以及材料的冶金性能和遺傳等方面內容缺乏認識，因此，經常發生且讓壓鑄企業長期困惑的一個問題就是：再生鋁合金鑄錠的合金成分符合壓鑄企業提出的要求，合金錠斷口看起來也還可以，企業的壓鑄工藝也沒改變、模具也沒改變，但是壓出來的零件出現發脆、裂紋等等缺陷，換一批材料又好了，他們十分不解這是為什么。

　　筆者近年來常常到壓鑄企業解決問題，了解上下游企業扯皮的根源在哪里，本文將圍繞汽車的發動機機體、缸蓋、活塞、端蓋、支架、閥體、歧管、變速器殼體及方向盤等典型鋁合金零部件對鋁硅系合金材料進行簡述，以供參考。

　　一、 發動機機體

　　汽車發動機機體分上缸體(缸蓋)和下缸體，鑄造形式大致分為壓鑄、低壓鑄造、重力鑄造，上缸體(缸蓋)和下缸體均采用鋁合金鑄造的以日系車最為常見，但也有上缸體采用鑄鐵材質的。

　　鋁合金鑄錠的使用牌號世界各國代碼都不相同，經常使用和常見的主要牌號有美國的：A390、390、ASM380等;日本的：AC2B、ADC10等;中國的：ZL104、ZL106等;法國的：ALSI9Cu3;德國的：ALSI8CuNiMg、ALSi12Cu等。

　　汽車的鋁合金零件不是要求單一強度或單一塑性，它需要的是強度與塑性相結合的綜合性能，要求有較低的熱膨脹率與較好的耐磨性。如果鋁合金零部件有后期熱處理要求的，還需要對鋁合金鑄錠中鈣、鈦、合金元素含量及渣含量提出特殊要求，在技術要求中要明確雜質含量和是否變質處理，以免發生雜質過多和因鍶變質處理導致的表面色斑及氣密性不良等材料缺陷。

　　成分不是造成零部件產品缺陷的唯一因素，材料的組織結構才是關鍵。下游企業的要求不明確，對上游企業的來說也是不公平的。要避免缺陷，材料就需要符合以下組織結構要求：ALFeMn相小于200微米;ALFeMnSi相小于200微米;硅銅結塊小于50微米;大面積含氣缺陷，針孔度小于2級;銅結塊小于50微米。

　　二、缸蓋

　　汽缸蓋是發動機零部件的第二大件，零件比較復雜，技術要求較高，普遍采用重力鑄造或低壓鑄造，主要使用牌號有A356、AC2A、ALSi6Cu4、ALSi7Mg、ZL106、ZL107等等。要求零件具有較高的耐熱性、耐沖擊性和疲勞強度等綜合性能，對合金鑄錠材料要求具有良好的抗拉強度及屈服強度等綜合物理性能，對材料針孔度、晶粒度及變質處理方面，應符合以下組織結構圖的要求：

　　任何材料的組織結構都或多或少地存在著一些缺陷，只是應根據零部件的要求將材料的缺陷控制在相應范圍內，使其滿足零部件性能要求：初生硅尺寸小于50微米，鋁硅鐵相的針狀鐵小于90微米，平均晶粒度大于7級，針孔度小于2級。

　　三、活塞

　　根據材料的冶金性能和加工性，一般共晶合金材料較多，但也有要求膨脹系數小的產品使用過共晶合金材料的。活塞零件的鑄錠牌號主要有ALSi12CuMgNi、ZL109、ALSiCu1、AC8A等，對活塞零件有高強度和韌性、耐熱和耐沖擊性的綜合性能要求，合金元素的主要特點是含鎳，一般大于1%。以下圖例為ZL109、ALSi12CuMgNi顯微組織及相應控制要求圖：

　　四、端蓋、支架、閥體、歧管

　　端蓋、支架、閥體、歧管等鋁合金零部件，主要使用的材料牌號有ADC12、ADC10、ALSi12Cu、ZL102、ZLD101等，這類零部件要求鋁合金鑄錠材料具有強度與韌性相結合的綜合性能。其中ADC12、ZLD101顯微組織及缺陷限制圖例：

　　以下為應限制缺陷：

　　含渣量小于1.5% 鑄錠縮孔小于橫斷面三分之一。

　　五、變速器殼體

　　變速器殼體主要使用的鋁合金鑄錠材料的牌號有：ADC12、ADC10、390、ZL102、G-ALSi10、1016等。以下為顯微組織及含所含渣缺陷圖例：

　　六、方向盤

　　方向盤一般使用的鋁合金鑄錠材料牌號有：ADT6、ALMg2Mn等，對于方向盤的性能要求有好的耐沖擊性和強度以及耐腐蝕性，這類鋁合金材料一般為固溶強化。以下為顯微組織圖例：

　　以上只是部分典型材料的金相圖片，各企業應根據自己產品的用途要求，就材料組織、密度、性能等方面合理地提出符合自己產品綜合性能的技術要求，以使再生鋁合金鑄錠能更好地滿足零部件的使用功能。

　　只要再生鋁合金鑄錠材料符合零部件產品的性能要求，零部件產品出現質量問題就需要從自身尋找原因，比如回頭料控制比例問題等，這樣不但可以解決“唯成分”、“輕組織”的問題，也有助于解決上下游企業間為零部件產品質量各執一詞的矛盾，使企業避免浪費，減少因返工、退貨等造成的多余成本，同時也為國產乘用車輕量化零部件制造上臺階走出一條正確的道路。