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03 研究领域

  • 部件轻量化技术开发
  • 高强度、高韧性材质开发
  • 掌握混合部件开发技术
  • 能够改善颤抖现象的汽车刹车系统用灰铸铁刹车盘开发

部件轻量化技术

  • 借助于符合产品特性的最佳合金设计实现部件的轻量化。
  • 充分利用CITIA、MAGMA等设计/分析软件实现最佳的形状设计。
  • MAGMAsoft (Iron Module)
  • MAGMAsoft (Iron Module)

高强度高韧性材料开发技术(ADI材料)

开发背景

  • 作为铸钢、锻造钢的替代品降低生产成本

    ⇒ 确保新项目的物量稳定

  • 属于高强度高韧性材料,实现材料轻量化

    ⇒ 通过改善燃油效率以及CO2的排放,实现汽车轻量化

  • 高附加值,确保物量

    ⇒ 增加销售额并实现最大利益

不同材质物性比较
不同材质物性比较
分类 拉伸强度 (MPa) 延伸率 (%)
ADI ADI 900 900 ↑ 9 ↑
ADI 1050 1050 ↑ 7 ↑
铸铁 FCD 500 500 ↑ 7 ↑
FCD 800 800 ↑ 2 ↑

开发概念

  • 同过对球墨铸铁进行等温淬火(Austempering)热处理,改善其矩阵结构(Matrix Structure),实现球墨铸铁材质的强韧化。
  • 通过热处理,将现有最大800 MPa的球墨铸铁拉伸强度提升至900~1600 MPa

强度提升
拉伸率提升

※ ADI:奥贝球铁(Austempered Ductile Iron)

高强度高韧性材料开发技术(SiBoDUR材料)

开发背景

开发出其柔性和刚性比起一般球墨铸铁同时得到提升的材料

  • 通过现有铸铁材料的高强度化确保部件的轻量化

    - 现有基本材料(强度500 MPa级)   ⇒   开发材料(700 MPa级)

  • 其拉伸强度与锻造材料(S45C)处于同等级,设计自由度高且成本
    更低

    - 现有锻造品   ⇒   可代替使用高强度高韧性铸铁材料

不同材料无形比较
不同材料无形比较
分类 拉伸强度 (MPa) 延伸率 (%)
铸铁FCD 50 490 ↑ 7 ↑
铸铁FCD 70 686 ↑ 2 ↑
开发目标 700 7

※ FCD : Ferrous Cast iron Ductile,球墨铸铁

开发概念

  • 通过对Cu、Mn、Si、Cu等合金成分的设计进行优化,实现PERLITE组织最小化
  • 通过增加Si以及追加Bi合金,实现铁氧体组织矩阵强化
  • 通过追加Bi实现减小球墨结节尺寸并增加结节数量的效果
成分设计
分类 C Si Cu Mn
FCD50K 3.86 2.56 0.08 0.28
SiBoDUR 3.53 2.74 0.49 0.31

较低的珠光体分数
+ 铁氧体矩阵强化

⇒ 提升强度

减小球墨结节尺
寸增加结节数量的效

⇒ 提升拉伸率

※ Sibodur材料名称:Si + Bo(硼) + 耐久性(提升高拉伸率部件的耐久性)

改善颤抖(Judder)现象的汽车用灰铸铁刹车盘技术

开发背景

改善高速状态下急速刹车时的颤抖(JUDDER)
问题

  • 在高速行驶环境下刹车盘的散热性不足

    ⇒ 刹车盘热变形现象剧增

  • 因为细微组织的不均匀导致的硬度差异过大

    ⇒ 发生磨损不均匀现象

开发概念

成分设计
  • 通过对C、Si含量进行优化,强化石墨组织
  • 通过最佳的Cr成分提升耐磨性
  • 不常因为增加Mo、Cu成分所造成的硬度、强度下降
成分设计
分类 C Si Cr Cu Mo
FC250D 3.35 1.85 0.35 0.26 -
FC200HC 3.72 1.83 0.18 0.75 0.12
工程设计
  • 优化自动接种方式(Bulk接种 ⇒ Stream接种)
  • 优化自动浇注装置特性因子(浇注温度 ⇒ 速度)

提升发热性、衰减性
增强耐磨型
减小硬度差异

混合组件开发技术

根据部件各部位所要求的特性适用最佳的混合材料,实现轻量化并提升稳定性

开发出适用轻量合金的异种材料接合技术
  • FC-Al 双片浮动式轻量化刹车盘
  • 相对于铸铁一体型实现约24%的轻量化效果
通过Dual-cast等混合铸造工程的开发,开发出最佳轻量化铸造工程

새소식

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