Исследование нового направления автомобильных поворотных кулаков: появление магниевых сплавов для литья под низким давлением 

Поворотный кулак автомобиля является одной из важных частей рулевой оси автомобиля, которая обеспечивает стабильную и чувствительную передачу направления движения автомобиля. В последние годы с развитием автомобильной промышленности требования к легким автомобильным деталям продолжают возрастать. Поворотный кулак также превратился из традиционного чугуна в кованую сталь, литой алюминий, магниевый сплав, углеродное волокно и другие материалы.

Материалы и тенденции автомобильных поворотных кулаков
чугунный поворотный кулак
В некоторых отечественных моделях среднего и низкого ценового сегмента используются литые поворотные кулаки. Сырьем в основном является ковкий чугун QT450 или QT500 с добавлением углерода, кремния и других элементов. Маленькие частицы углерода или кремния образуются между атомами железа в микроструктуре, чтобы повысить ударную вязкость легированной стали. Макроскопически улучшить прочность на растяжение и усталостную прочность деталей. Однако содержание элементов углерода и кремния должно быть соответствующим. Слишком большое количество сделает сплав хрупким и приведет к снижению прочности.

Модулированный стальной поворотный кулак
Чаще всего в современных моделях поворотный кулак представляет собой кованую деталь, а основные используемые материалы — 40Cr или 40MnB. Поворотный кулак в основном состоит из четырех частей: большого отверстия, тормозного отверстия, отверстия амортизатора и поворотного рычага, как показано на рисунке. Обработка поворотных кулаков делится на черновую обработку и механическую обработку готовой продукции. Поворотный кулак обычно изготавливается из легированной конструкционной стали, такой как 40Cr или 40MnB, методом штамповки. Точность изготовления кованого кулака высокая. По технологии обработки поворотный кулак делится на три части: стержень, фланец и вилку. Готовое изделие легче обрабатывать, а кованые детали необходимо подвергать закалке и отпуску. Процесс ковки в основном состоит из раскалывания, волочения стержней, предварительной ковки, окончательной ковки и других процессов.

Поворотный кулак из не закаленной и отпущенной стали.
Другой тип стального поворотного кулака обрабатывается с использованием незакаленных и отпущенных стальных материалов. Основные используемые материалы — Ф40МнВС или 38МнСиВс5. Поскольку незакаленная и отпущенная сталь не подвергается термической обработке, она уже в кованом или прокатанном состоянии имеет отличные комплексные характеристики. Таким образом, закалка и отпуск, а также повторный нагрев исключены, что дает уникальные преимущества в экономии энергии.

Поворотный кулак из алюминиевого сплава
Поскольку алюминиевый сплав имеет низкую плотность и высокую удельную прочность, поворотный кулак из алюминиевого сплава стал первым выбором для легких стальных деталей моделей автомобилей. В настоящее время для изготовления поворотных кулаков из алюминиевых сплавов используются в основном марки ZL101A, A356, 6061, 6082, 7075 и другие марки. Используемые процессы включают литье и ковку.

Автомобильные поворотные кулаки в основном включают кованую легированную сталь (незакаленную и отпущенную сталь и закаленную и отпущенную сталь), чугун, магниевый сплав, алюминиевый сплав и т. д. В настоящее время, вообще говоря, отечественные автомобили класса А00 и А0 в основном изготавливаются из чугунных поворотных кулаков. Компактные автомобили А-класса также в основном изготавливают из чугунных поворотных кулаков, такие как Toyota Corolla, Ford Focus, Emgrand EC7 и др., а в небольшом количестве из них начинают использовать поворотные кулаки из алюминиевых и магниевых сплавов. Кроме того, в отечественных автомобилях B-класса и C-класса стали использовать большое количество поворотных кулаков из алюминиевых сплавов, в основном литье, и небольшое количество технологии ковки.
Кроме того, автомобильные компании будут выбирать разные поворотные кулаки в соответствии с разными потребностями. С развитием легких автомобилей выбор материалов поворотных кулаков также изменился: от традиционного чугуна до кованой стали, литого алюминия, магниевого сплава, углеродного волокна и других материалов.