【轻量化奖评选】非热处理强化一体化压铸铝合金减震塔

　　 技术简介：
　　
　　本项目以大型薄壁车身结构件——减震塔作为应用对象，由上海交通大学牵头，联合相关企业，共同攻克了高强韧非热处理铝合金材料研发、零件集成设计、模具设计制造及高致密度压铸工艺等关键技术，成功实现零件试制并通过台架测试。
　　
　　关键成果1. 实现“五合一”的产品集成设计，减重效果达到39%
　　
　　实现铝合金减震塔集成5件钢制零件为一体，并同时提供底盘减震塔及其他零件的集成安装。减重效果由原钢制减震塔的3.2Kg，减至铝合金减震塔的1.95Kg，减重率达到39%，并且与原钢制结构刚/强度相当。
　　关键成果2. 开发非热处理高强韧铝合金材料，实现零件压铸近终成型
　　
　　现有大型薄壁结构件主要通过超真空压铸和热处理来获得零件所需的强韧性，这对模具加工、压铸工艺及生产管理提出了极高的要求，生产成本大幅提高。针对这一现状，成功开发了高强韧非热处理压铸铝合金材料，普通压铸条件下的性能超过常规铝合金（AlSi10MnMg）材料热处理以后的性能，实现零件直接压铸近终成型，无需超真空系统及热处理工序，大幅度降低生产成本，提高生产效率。
　　关键技术3. 特殊结构的浇注系统与模具结构设计，在常规真空压铸条件下实现零件的高致密度压铸
　　
　　针对减震塔的结构特征，结合压铸成型金属流动和充填规律以及新型压铸铝合金材料的凝固特性，设计了特殊结构的浇排系统以及模具温控系统，实现模具温度场的均匀可控，使得铝合金熔体在压铸过程中达到顺序充填和凝固，有效减少了零件中的气孔和缩孔等铸造缺陷，实现了高致密度压铸，零件综合孔隙率低于1%，通过了子系统测试验证。
　　 小结
　　
　　本项目结构设计减重效果达到了39%，基本接近减重极限，最大限度地优化了零件结构设计，实现减重效果。新材料直接压铸后无需热处理本体材料性能达到屈服强度150-170MPa，抗拉强度300-330MPa，延伸率10-15%，性能优势明显。将孔隙率控制在1%以下，低于结构件对孔隙率的最低要求，实现真正意义上的高致密度压铸。
　　
　　目前压铸铝合金减震塔仅有国外中高端品牌的汽车如宝马、奥迪、凯迪拉克等车型应用，近年来随着自主品牌技术提升和品牌知名度的崛起，对高端零部件的需求增加，开展本项目有助于我国掌握大型、复杂、薄壁汽车结构件从集成设计、材料性能、成型工艺全链条的关键技术，缩小与国外同行的差距，为推动我国汽车产业的发展给予助力。
　　
　　 是否产业化：基础预研技术