محفظه های توربو آلومینیوم در مقابل چدن: وزن، سیکل حرارتی 500 درجه سانتیگراد و هزینه در مقایسه

داجیان هر دو محفظه آلومینیومی سمت کمپرسور را روی خطوط 400 تا 800 تنی HPDC تولید می‌کند و از منبع‌یابی همتای آهنی برای برنامه‌های سمت توربین پشتیبانی می‌کند، بنابراین این مقایسه نشان‌دهنده چیزی است که مشتریان سیستم IHI ما واقعاً مشخص می‌کنند، نه ترجیحات بروشور. همان رویکرد مبتنی بر شواهد در کل مجموعه قطعات خودروی ما، از بدنه فرمان گرفته تا جعبه دنده، اجرا می‌شود.

داده های سر به سر

در اینجا وزن توربو آلومینیوم در مقابل چدن و ​​چرخه حرارتی در سطح مواد مقایسه شده است:

داستان وزن در سمت کمپرسور تعیین کننده است: یک محفظه کمپرسور آلومینیومی تقریباً 60 تا 65٪ کمتر از وزن چدن معادل آن است. در یک وسیله نقلیه سواری، این تفاوت به تنهایی 1 تا 2 کیلوگرم جرم دوار مجاور را حذف می کند و بسته بندی در اطراف محفظه های محکم موتور را بهبود می بخشد.

داستان دما در سمت توربین به همان اندازه تعیین کننده است: گاز خروجی در موتورهای کوچک مدرن به 750-950 درجه سانتیگراد می رسد و نقطه ذوب یوتکتیک آلومینیوم (~580 درجه سانتیگراد) به اضافه قدرت فروپاشی آن در بالای 250 درجه سانتیگراد، آن را در هر نقطه نزدیک ورودی توربین رد می کند. به همین دلیل است که تقریباً هر توربوشارژر تولیدی یک محفظه توربین چدنی را با یک محفظه کمپرسور آلومینیومی جفت می کند.

چرا محفظه های کمپرسور ترک می کنند - و طراحی چگونه از آن جلوگیری می کند

درک اینکه چرا محفظه‌های کمپرسور توربو ترک می‌خورند و طراحی ریخته‌گری چگونه از آن جلوگیری می‌کند، با درک این موضوع شروع می‌شود که محفظه‌های آلومینیومی در اثر چرخه حرارتی شکست می‌خورند، نه بار استاتیک. سه مکانیسم شکست غالب است:

1. جغجغه حرارتی در انتقال دیوار. دوچرخه‌سواری مکرر بین 20 درجه سانتی‌گراد تا 200 درجه سانتی‌گراد بین شرایط شروع سرد و تقویت، دیواره‌های نازک حلزونی و نواحی ضخیم باس را با سرعت‌های مختلف گسترش می‌دهد. در جایی که یک دیوار 2 میلی‌متری بدون انتقال تدریجی به یک باس 6 میلی‌متری برخورد می‌کند، کرنش چرخه‌ای متمرکز می‌شود و یک ترک خستگی آغاز می‌شود - اگر هندسه اشتباه باشد معمولاً در 500 تا 1000 سیکل حرارتی.

1. تخلخل در رابط های ماشینکاری شده تخلخل زیرسطحی که هنگام ماشینکاری سوراخ یاتاقان یا صفحه فلنج در معرض قرار می گیرد، باعث افزایش تنش و مسیر نشت روغن می شود. این مکانیسمی است که در پشت ادعاهای ضمانت "گذر از تست نشت، گریه روغن در میدان" است.

1. خرد کردن بولت باس. پیچ‌های فلنج با گشتاور بیش از حد، باس‌های ریخته‌شده را خرد می‌کنند و ترک حاصل تحت ارتعاش به بیرون منتشر می‌شود.

هر سه قابل طراحی هستند. انتقال دیوارها را به نسبت 3:1 یا ملایم‌تر کاهش دهید، فیله‌های سخاوتمندانه را در هر ریشه اصلی قرار دهید، مناطق حساس تخلخل را از سطوح ماشین‌کاری شده از طریق طرح ریخته‌گری دور نگه دارید، و هنگامی که مشخصات تخلخل هیچ حاشیه‌ای باقی نمی‌گذارد، HPDC کمک خلاء را مشخص کنید. این درس مستقیماً به محفظه‌های موتور و هر مجموعه دوار مهر و موم شده با روغن منتقل می‌شود: هندسه دیوار، نه درجه آلیاژ، تصمیم می‌گیرد که آیا قطعه از چرخه کار خود باقی می‌ماند یا خیر. بررسی‌های DFM Dajian شبیه‌سازی پر کردن و انجماد را روی هر هندسه مسکن جدید دقیقاً برای گرفتن این موارد قبل از شروع ابزارسازی اجرا می‌کند.

خوردگی: جایی که انتخاب آلیاژی ارزش خود را حفظ می کند

برای خریدارانی که بهترین آلیاژ آلومینیوم را برای مقاومت در برابر خوردگی در محفظه های خودرو ارزیابی می کنند، پاسخ کوتاه این است که محتوای سیلیکون باعث مبادله می شود. ADC12 (Si 9.5-11.5٪) بهترین سیالیت را برای دیواره های نازک حلزونی و رفتار خوردگی قابل قبول در محیط های نمکی جاده ارائه می دهد. A380 (Si 7.5-9.5%) کمی سیالیت را برای ازدیاد طول بهتر و عملکرد خوردگی کمی بهتر در مواجهه با کلرید معامله می کند. A356، با سیلیکون پایین‌تر و حالت T6 قابل عملیات حرارتی، در جایی که استحکام به ازای وزن مهم‌تر از قابلیت ریخته‌گری است، برنده می‌شود - به قیمت نیاز به عملیات حرارتی و پنجره فرآیند کندتر و گران‌تر.

در عمل: ADC12 برای محفظه کمپرسور خودروهای سواری با حجم بالا، A380 برای کار خودروهای تجاری و مقاطع ضخیم تر، A356 برای برنامه های عملکردی که بدنه آن نیز ساختاری است. داجیان هر سه گرید را با گزارش های آزمایش نمک پاشش در صورت درخواست ارائه می کند، زیرا انتخاب آلیاژ تنها زمانی قابل دفاع است که داده های خوردگی پشتیبان آن باشند. هر سه باید 500 تا 1000 ساعت پاشش نمک خنثی را بدون انتشار زنگ سفید بگذرانند، زمانی که عملیات سطحی - کرومات سه ظرفیتی، e-coat یا پوشش پودری - برای مطابقت با محیط مشخص شده است.

هزینه: آنچه که خریداران در واقع پرداخت می کنند

• ابزار: قالب های HPDC 25000 تا 60000 دلار برای محفظه کمپرسور کار می کنند. الگوهای ریخته گری شن و ماسه آهن 10 تا 20 درصد هزینه دارد. به همین دلیل است که آهن در برنامه های کم حجم و موتوراسپرت زنده می ماند.

• قیمت قطعه: در حجم‌های بالاتر از تقریباً 20000 واحد در سال، آلومینیوم HPDC به طور قطعی در هر طبقه کارخانه برنده می‌شود - زمان چرخه هر قطعه 30 تا 90 ثانیه در مقابل چند دقیقه برای ریخته‌گری شن و ماسه آهن است.

• هزینه سیستم: ترکیبات کاهش وزن آلومینیوم - براکت‌های کوچک‌تر، سخت‌افزار نصب سبک‌تر، و در پلت‌فرم‌های هیبریدی مجاور EV، مقدار برد واقعی به ازای هر کیلوگرم حذف می‌شود. همان اقتصاد HPDC توضیح می‌دهد که چرا داجیان محفظه‌های لوازم جانبی ارتباطی و محفظه‌های الکترونیکی محافظ EMI را در همان خطوط اجرا می‌کند: هنگامی که یک قالب مستهلک می‌شود، قطعات آلومینیومی دیوار نازک هر جایگزین را در هزینه هر واحد شکست می‌دهند.

سوالات متداول

س: آیا محفظه های کمپرسور آلومینیومی می توانند در چرخه حرارتی 500 درجه سانتیگراد دوام بیاورند؟ پاسخ: نه در خود فلز - سمت کمپرسور یک توربوشارژر تولیدی دمای پایدار تا حدود 200 تا 250 درجه سانتیگراد را مشاهده می کند که در پوشش ADC12 قرار دارد. محفظه هایی که واقعاً دمای 500 درجه سانتیگراد دارند (سمت توربین) باید چدن یا آلیاژ مقاوم در برابر نیکل باشند. پاسخ مقایسه وزن توربوی آلومینیوم در مقابل چدن و ​​چرخه حرارتی معمولاً «آلومینیوم برای کمپرسور، آهن برای توربین» به جای یک حکم تک ماده است.

س: چه چیزی باعث ترک های مویی در محفظه های کمپرسور دایکاست می شود؟ پاسخ: تقریباً همیشه خستگی حرارتی در انتقال ضخامت دیوار یا تخلخل در معرض ماشینکاری - این هسته عملی دلیل ترک خوردگی محفظه کمپرسور توربو و نحوه جلوگیری از طراحی ریخته‌گری است: مخروطی‌های انتقالی، فیله‌های باس، و کمک خلاء در مناطق بحرانی تخلخل. هر دو حالت خرابی قبل از راه‌اندازی توسط شبیه‌سازی و داده‌های پردازش دستگیر می‌شوند - از هر سازنده احتمالی در مورد تاریخچه شکست و اقدامات متقابل طراحی بپرسید.

س: کدام آلیاژ آلومینیوم بهترین مقاومت در برابر نمک جاده را دارد؟ پاسخ: در میان گریدهای HPDC، بهترین آلیاژ آلومینیوم برای مقاومت در برابر خوردگی در بدنه خودروها، A380 است که کمی جلوتر از ADC12 است. اگر عملیات حرارتی قابل قبول باشد، A356-T6 منجر می شود. درمان سطح را در کنار آلیاژ مشخص کنید - کرومات یا پوشش الکترونیکی بیشتر از تفاوت‌های کوچک آلیاژ برای عملکرد نمک در دنیای واقعی اهمیت دارند.

یک حکم مادی برای مسکن خود درخواست کنید

هندسه مسکن و مشخصات چرخه کار خود را برای ما ارسال کنید (دمای اوج، چرخه حرارتی در هر ماموریت، عمر هدف). مهندسان داجیان یک توصیه مواد - درجه آلومینیوم، پلان ضخامت دیوار، و نقشه منطقه تخلخل - را با یک نقل قول شفاف که ابزار، قیمت قطعه و مفروضات عملکرد را پوشش می‌دهد، برمی‌گردانند. برنامه سفارشی خود را با تامین کننده ای شروع کنید که مواد را بر اساس داده ها مقایسه می کند، نه عادت.

ایمیل: qx2013cgq@163.com

شماره تلفن: +86 13336050007

وب سایت: www.djdiecasting.com