铸铝强度高吗

佚名 为什么 2023-08-24 02:27:36 -
铸铝的性能及应用高清图片 高清大图

大家好,今天给各位分享铸铝强度高吗的一些知识,其中也会对为什么铸铝进行解释,文章篇幅可能偏长,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在就马上开始吧!

本文目录

  1. 铸铁件和铸铝件哪个容易加工
  2. 缸体为什么还是铁的
  3. 铸铝为什么要进行时效处理怎样进行时效处理
  4. 铸铝强度高吗

铸铁件和铸铝件哪个容易加工

相对于铸铁,铝的缺点和优点都非常明显,使得这两种发动机缸体材料适用范围其实不一样。

一、两种材料的优缺点。

1、铸铁的优缺点。

铸铁热膨胀系数低,铸铁缸体易加工,强度高,耐磨,铸铁甚至还有一定的自润滑特性。除了温度传导系数和重量,铸铁几乎没有缺点。但是铁再差也是金属,对内燃机的需要而言,铁与铝差的那点温度传导系数完全可以用更精密的水路换回来,毕竟铝这玩意儿因为强度和热膨胀系数的关系做复杂水路有点难(后面慢慢分析)。

所以铸铁真正无法克服的,只有重量这一个问题,但是这个问题,只在大缸体上存在(注意排量大不等于缸体大,这两件事有关系,但终归不是一回事)

2、铸铝的优缺点。

铝最大的优点:轻。网上盛传的散热优势其实对一般的全铝发动机不存在,只有采用铁离子涂层的全铝发动机缸体散热才是真的牛逼。原因在后面有分析。

铝最大的问题是膨胀系数和加工难度,而且这俩缺点还互相狼狈为奸——加工难度高导致对膨胀系数的容忍度更低,而为了解决膨胀系数和成本的问题导致其必须使用较为简单的管路设计:为降低缸体与缸套间隙因温度变化受到的影响,水路、油路都不能太复杂。因此开放式水路是这种发动机缸体的最佳选择,这也是为啥宝马B48那种加了涂层没用缸套的缸体用的反而是封闭式水道。

铝制缸体为什么加工难度高?这是因为铝制缸体中汽缸壁必然不是铝材,原因是铝不耐磨而且摩擦系数大。一般采用的铁制缸套,因为需要镗缸下套,导致这玩意儿成本很高。部分车子会采用铁离子涂层,但是那玩意儿相对于铁制缸套耐磨性还是差了很多,正常使用时,采用铁离子涂层的宝马N20B48缸体在质保期内一定会出现汽缸涂层磨损不均匀的问题。耐用性差导致应用范围很窄,关键成本也高。

3、两者的对比分析。

单从铸造的角度来讲,铸铁和铸铝差别不大,铝制缸体成本高的原因在于缸套和涂层——但这种东西对铸铁不是必须的,所以才会说铸铁缸体易加工而不是铸铁易加工,注意区别。

一般的全铝发动机其实都会使用铁制缸套,即使是赛车,大多也是塞个塞用套。而为了更好的散热效果,缸套需要与冷却液直接接触。也就是说对于这种全铝发动机,冷却水面对的还是铁,因此散热与铸铁发动机相比没有本质区别。

但是这也扯出了另一个铁离子涂层的优势「采用铁离子涂层汽缸壁的缸体,冷却液直接接触铝,散热是真的牛逼」,然而不耐用。到底有多么不耐用呢?用了一段时间的N20B48的缸体测量汽缸内径时可以测出处处都不一样,跟葫芦串似的。

然后是膨胀系数的问题。对于加了缸套的全铝缸体,缸套和缸体的间隙因温度的变化而变化较大。而对于铁离子涂层的全铝缸体,虽然不存在缸套和缸体的间隙问题,但是活塞和汽缸壁之间的间隙也会因为温度变化而发生较大变化。为保证发动机常用工况的良好性能,一般原厂都会牺牲冷车状态的性能,具体表现就是冷车噪音大(全铝发动机通病),后果就是冷车状态对发动机伤害更大,冷车状态发动机工况更差,发动机性能衰减更快(动力降低油耗增加)。

铁因为强度高膨胀系数低的关系,单位截面上水路的形状设计可以更加激进而不至于强度不足或受热影响变形太大。所以加缸套的全铝发动机和铸铁发动机在热量管理上其实半斤八两,真正牛逼的是铁离子涂层全铝缸体,然而那玩意儿不耐用。

缸体易加工不仅关系成本,还关系性能:铝制发动机缸体为了缩减镗缸工时,提高良品率,降低缸体与缸套间隙因温度变化受到的影响,一般会采用开放式水道。但是铸铁四缸缸体几乎全部都是封闭式水道,因为对四缸以内缸体的铸造来说,两者的成本几乎没区别。有些人会提粘砂什么的,但是拜托去知网查查,这种东西是可以解决的,一汽大众当初还因为解决了EA211缸体铸造粘砂那事儿发了篇论文。对铸铁缸体而言,除了一些缸体结构特别复杂的,一般四缸发动机缸体在试生产中,采用封闭式水道缸体良品率可能会低一些,但在正式的大规模生产中,两种水道对良品率影响不大。

二、两者适用场景的分析。

好,缸体的优劣分析完了,开始说结论:省油取向的混动发动机适合用铸铁,小缸体发动机适合用铸铁,寒冷地区适合用铸铁。

省油取向的混动用铸铁是因为很多情况下混动燃油机其实不工作,这种时候水温会受一定影响,所以需要膨胀系数低冷车状态工况更好的铸铁发动机(本田IMMD为代表)。

小缸体的重量本身就不大,用全铝节约重量的意义不大,反而这时铸铁热膨胀系数低、自润滑、易加工的优势突出:封闭式水道的缸体强度极佳,从而使发动机性能衰减缓慢(大众EA211、EA888、奇瑞E4T系列为代表)。

寒冷地区适合用铸铁就不用解释了吧?这种段子太多了,比如「全小区的人都知道XX要去上班了」。

大缸体高性能同时对重量有严格要求的发动机适合用全铝带缸套。铁离子涂层全铝我也不知道适用于什么场景。赛用吧强度不足,民用吧耐用不够。把缸体也作为消耗部件吧,那么这种发动机效率是相当牛逼,可效率再高多少年才能省回来一个缸体?所以个人认为铁离子涂层全铝缸体实在太鸡肋。

至于为啥现在兴起小排量全铝发动机,全球技术通用,节约研发资金,模块化压缩成本呗,你真当资本家会开善堂?他们要给豪车造的大缸体高性能轻量化全铝发动机,然后再把这种发动机刀一刀,活塞连杆气门什么的通用,搞出一个小排量的喂消费者吃屎——他们是舍不得特意为工薪阶层研发适合他们的发动机,又想割韭菜。

多数消费者也被厂家忽悠瘸了,你真问他小排量全铝好在哪,就会扯一些玄而又玄的「轻量化」「散热好」「行业趋势」。你真问他轻了多少,散热好了多少,为什么是行业趋势,他就会喷你不懂车,精神胜利法溜得飞起,笑。

顺便提一下,奇瑞E4T系列的热量管理是真的骚,80℃的水温啧啧啧。

缸体为什么还是铁的

汽车发动机缸体材质目前主要有铸铁和铝合金两种,有很多人都在争论到底那种材质更好的问题,其实不能说哪种材质更好,应当是各有利弊。在过去我们的发动机缸体都是铸铁材质的,因为铸铁件有很好的抗腐蚀性和防锈能力,同时也有很好的耐磨性,缸体强度好,有抗压不易变形等优点,所以很多大型发动机还是使用铸铁缸体被使用至今。

铝合金材质的缸体是近些年流行起来的,铝合金材质的缸体优势在于重量更低,散热效率更好,降低车辆的重量就相当于节省燃油了,所以越来越多的小型车辆都是在使用铝合金缸体。但是铝合金缸体耐磨性不足需要安装缸套来提高发动机使用寿命,铝合金缸体的造价也比铸铁的要高一些。由于铝合金材质强度不高,所以在大型的柴油发动机上很少使用,都是在小型车发动机种运用。

铝优势:前汽油发机缸体铸铁铸铝两种柴油发机铸铁缸体占绝部近随着汽车工业快速发展轿车迅速进入普通百姓同车辆节油性能逐渐受重视减轻发机重量省油采用铸铝缸体减轻发机重量

使用看铸铝缸体优势重量轻通减轻重量实现省油同等排量发机使用铝缸体发机能减轻20公斤左右重量汽车自身重量每减少10%燃油消耗降低6%~8%据新资料外汽车自身重量与相比减轻20%~26%例福克斯采用全铝合金材质减轻车身重量同增强发机散热效提高发机工作效率且寿命更节油角度看铸铝发机节油面优势颇受关注

除重量差别外产程铸铁缸体铸铝缸体同铸铁产线占面积环境污染加工工艺复杂;铸铝缸体产特点恰相反市场竞争角度说铸铝缸体具定优势

铁优点:

铁铝物理性能同铸铁缸体热负荷能力更强发机升功率面铸铁潜力更打比台1.3升排量铸铁发机输功率超70kw台铸铝发机输功率能达60kw据解1.5升排量铸铁发机通涡轮增压等技术达2.0升排量发机力要求铸铝缸体发机则难达要求所驾驶福克斯低速行驶同能爆发惊扭力输仅利于车辆起步、加速提早实现换档达节油效

铝制缸体发机堮....

铝制缸体散热性能更好,而且重量更轻,能有效减轻车头重量,有利于车辆的操控性。

先说铸铁的缸筒,它的耐磨性,使用耐久性优于铝制的缸筒,它的造价也相对低。但它的缺点是,和里面的活塞膨胀系数不同,当高速行驶时间过久,发动机过热时,由于活塞是铝制的,它的膨胀系数大于铸铁缸筒,有时会造成粘缸现象,就不能再行驶了。而且它的重量更大,会增加油耗。

再说铝制缸筒,它的重量轻,膨胀系数和活塞一致,几乎不会造成粘缸的现象,它的散热性也比铸铁的要好。它的耐磨性略低于铸铁的,但由于采用的是铝合金,所以相差不大。虽然它的材料成本高于铸铁,但对于整个发动机来说,影响不大。而且重量轻,更节能。

发动机缸体铁的好还是铝的好

我们知道汽车发动机主要有铸铁发动机与全铝发动机两种,那么你可知道这两种发动机材料哪一种比较好呢,下面大家可以通过两者的优缺点进行判断。

铸铁发动机

优点——铸铁发动机最明显的优点就是强度好,很多车型上搭载的高增压引擎都将它作为唯一的选择,主要就是因为其优异的耐高温、耐高压特性。有数据显示,1.5L排量的铸铁发动机配合涡轮增压技术,最高可以达到2.0L发动机的动力要求

缺点——当然,铸铁发动机的缺点也是十分明显的,那就是重量上比铝质发动机要重30%左右,现在的技术还无法实现轻量化。

全铝发动机

优点——全铝质发动机的整体散热性好、抗爆性强,而且相比于铸铁发动机可以减重10—20公斤左右,燃油的消耗可降低6%~8%。更何况铝质材料和铸铁材料相比,同等强度的设计,铝质发动机的体积更小,这样对于发动机舱布置来说也很有优势。

缺点——但是全铝质发动机也有自己的劣势,那就是抗高温能力差,不能适应长时间高功率运转。不过目前技术上已经没什么问题了,要说唯一比较明显的缺点可能就是在使用强度上不如铸铁发动机。

发动机缸体铁和铝的寿命

其实一台汽车发动机是由多种材料组成的,有金属、橡胶还有塑料。而一般时候大家嘴里说的铸铁或者全铝都是指发动机的缸体和缸盖。缸盖自然不用说,大都是铝的,但缸体就不一定了,有铝的也有铸铁的。

从制造工艺上看,铝制的缸体是要由于铸铁的,这是毫无疑问的,但是在实际使用当中,车主并不能感觉到区别,现在很多车型依然在使用铸铁缸体,例如大众的迈腾和高尔夫这些车型,均采用了铸铁的缸体,寿命上铁质和铝制并没有明显差异,都是能够保证正常的使用需求的。

铸铝为什么要进行时效处理怎样进行时效处理

铸造铝合金,从液态转变为固态存在应力,消除应力的办法就是时效处理。

时效处理就是将铸铝件加热到170度保温的过程。

为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化,常在低温回火后(低温回火温度150-250℃)精加工前,把工件重新加热到100-150℃,保持5-20小时,这种为稳定精密制件质量的处理,称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理,以消除残余应力,稳定钢材组织和尺寸,尤为重要。

时效处理:指合金工件经固溶处理,冷塑性变形或铸造,锻造后,在较高的温度放置或室温保持其性能,形状,尺寸随时间而变化的热处理工艺。若采用将工件加热到较高温度,并较短时间进行时效处理的时效处理工艺,称为人工时效处理,若将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象,称为自然时效处理。时效处理的目的,消除工件的内应力,稳定组织和尺寸,改善机械性能等。

在机械生产中,为了稳定铸件尺寸,常将铸件在室温下长期放置,然后才进行切削加工。这种措施也被称为时效。但这种时效不属于金属热处理工艺。

20世纪初叶,德国工程师A.维尔姆研究硬铝时发现,这种合金淬火后硬度不高,但在室温下放置一段时间后,硬度便显著上升,这种现象后来被称为沉淀硬化。这一发现在工程界引起了极大兴趣。随后人们相继发现了一些可以采用时效处理进行强化的铝合金、铜合金和铁基合金,开创了一条与一般钢铁淬火强化有本质差异的新的强化途径——时效强化。

绝大多数进行时效强化的合金,原始组织都是由一种固溶体和某些金属化合物所组成。固溶体的溶解度随温度的上升而增大。在时效处理前进行淬火,就是为了在加热时使尽量多的溶质溶入固溶体,随后在快速冷却中溶解度虽然下降,但过剩的溶质来不及从固溶体中分析出来,而形成过饱和固溶体。为达到这一目的而进行的淬火常称为固溶热处理。

铸铝强度高吗

铸铝强度高。铸造铝合金的密度比铸铁和铸钢小,而强度则较高。因此在承受同样载荷条件下采用铝合金铸件,可以减轻结构的重量,故在航空工业及动力机械和运输机械制造中,铝合金铸件得到广泛的应用。

铝合金有良好的表面光泽,在大气及淡水中具有良好的耐腐蚀性,故在民用器皿制造中,具有广泛的用途。

纯铝在硝酸及醋酸等氧化性酸类介质中具有良好的耐蚀性,因而铝铸件在化学工业中也有一定的用途。

好了,关于铸铝强度高吗和为什么铸铝的问题到这里结束啦,希望可以解决您的问题哈!

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