[发明专利]一种轻量化汽车前车架及制备前车架的铝合金的制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于汽车领域，特别涉及一种汽车车架中的轻量化汽车前车架及及制备前车架的铝合金的制备工艺。

背景技术

前车架是汽车车架的重要组成部分，用于安装汽车前悬挂系统和动力部分，传统的麦弗逊悬架中的前副车架多采用四点与车身连接，其形状多为π型，作为稳定杆、转向机、发动机悬置、摆臂等零部件提供安装位置的重要支撑结构。由于前车架是关键的受力部件，其受力复杂，通常设计为不同形状和尺寸的空心截面，采用不同厚度的冲压散件组焊而成。为保证足够的强度和刚度，常使用很多加强的焊接组件，使得整个前车架焊接工序较多，且通常需要用到点焊和保护焊两种焊接方式，从而使得结构成本较高，工艺复杂，重量较大。

目前，车辆前副车架一般由厚钢板件冲压而成，分为上板和下板。上板和下板再对焊成具有内部空腔的构件，其内部或外部都有额外起加强作用的钣金件，总的钣金件数量较多，造成汽车的前车架存在虽能满足前车架相关安装点的强度、刚度、模态要求，但抗碰撞能力较差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种具有可靠性能高、结构紧凑、重量轻、强度高，装配方便、造价低，同时在汽车市场上有着广泛的市场前景的轻质汽车前车架。

本发明的技术方案是：一种轻量化汽车前车架，其特征在于，该轻量化汽车前车架包括上吸能保险杠、下吸能保险杠、纵梁、两个对称设置的边梁、前横梁和后横梁；

其中，所述边梁包括前段，第一弯曲段，连接段，第二弯曲段和后段，所述前段一端与所述下吸能保险杠连接，另一端与所述第一弯曲段的一端连接，所述第一弯曲段另一端通过所述连接段与所述第二弯曲段的一端连接，所述第二弯曲段的另一端通过所述后段与后横梁固接，所述上吸能保险杠呈弧形，所述上吸能保险杠通过连接杆与呈直线形的下吸能保险杠连接，2根纵梁的端部与所述上吸能保险杠连接，2根纵梁通过连接支架与2个所述边梁的前段上端面固接，所述前横梁分别2个所述边梁的前段的内侧壁固接。

进一步，所述下吸能保险杠与边梁前端的连接处设有吸能盒，所述吸能盒内设有至少2个叠加设置工字型加强块。

进一步，所述第一弯曲段的横截面的面积是所述连接段的1.1倍，所述第一弯曲段是第二弯曲段横截面的面积1.2倍，所述第一弯曲段的弧度为π/6-π/4，所述第二弯曲段的弧度为π/8；所述第一弯曲段和第二弯曲段侧壁上设有菱形减震孔。进一步，所述连接段包括左壳体和右壳体、所述左壳体和右壳体设置有减震吸能装置，所述减震吸能装置包括吸能面板、垫板、导柱、第一弹簧、复位弹簧、第二弹簧，第一吸能套、第二吸能套、固定板和支撑座：所述垫板上对设置2个所述导柱，2个所述导柱上从下到上依次套接有第一弹簧、第一吸能套、复位弹簧、第二吸能套和第二弹簧，所述固定板设置在2个导柱的顶端，2个导柱的端部分别置于所述固定板上设置的2个导向孔内，所述固定板设置在所述支撑座上,2个吸能块通过螺钉分别固定在所述垫板和固定板上；所述吸能面板、第一吸能套和第二吸能套均采用硫化橡胶制成。

进一步，所述工字型加强块的上下端面为泡沫铝合金、碳纤维或玻璃纤维，中间连接杆为橡胶弹性垫。

进一步，所述边梁的前端内部设有X型吸能加强板，所述前端的侧壁上设有若干用于减震吸能的菱形孔；所述第一弯曲段的内部设有第一弧形吸能加强板和第二弧形吸能加强板，所述第一弧形吸能加强板端部位于第一弯曲段端部的底端，并于X型吸能加强板下端的端部连接，所述第一弧形吸能加强板尾部倾斜向上位于第一弯曲段的顶部，并与第二弧形吸能加强板端部连接，第二弧形吸能加强板的尾部倾斜向下与一弯曲段的尾部固接。

进一步，所述上吸能保险杠、下吸能保险杠、边梁、前横梁和后横梁均采用轻质高强度闭孔泡沫铝合金制成，所述轻质高强度闭孔泡沫铝合金的密度r小于1。进一步，所述轻质高强度闭孔泡沫铝合金的各个组分质量百分比含量：Zn2.2-3.2％；Mg2.8～3.2％；Sc0.26-0.30％；Zr0.18-0.22％；Mn0.18～0.22％；Cu0.68～0.72％；Ti0.12～0.21％；Ca2-3％；Ni0.01-0.15％；Cr0.06～0.09％；余量为Al；所述金属Al含量≥93.0％，且Al、Mg、Ni以纯金属形式加入，金属Zn、Sc、Zr、Mn、Cu、Ti、Cr均以铝基中间合金形式加入。

本发明的另一目的是提供汽车前车架的轻质高强度闭孔泡沫铝合金的制备工艺，该工艺具体包括以下步骤：