2007年11月07

在镁转印箱外壳中穿

格雷格·纳米德

一家OE供应商估计,已经有200万个转移箱外壳由镁制成。在售后市场,这些零件一直在努力进入传播商店在不断增长。我将在这里讨论的主题是:为什么镁质转移箱的外壳磨损如此严重,而类似的铝质转移箱的外壳却没有,以及这如何影响维修选择。

采用镁外壳的转接箱包括但不限于:福特/博格华纳4405.4411.1999年和更新的GM/New Venture 136、149、236、246、261和263车型。这里所处理的镁合金是AZ91D,它通常用于这些和其他汽车应用。福特/博格华纳(BW)的磨损通常会导致啮合问题和后密封泄漏,而通用/新创投(NV)的外壳出现针孔泄漏和流体流失。镁转移箱可以通过字母“Mg”内的一个三角形铸造在外壳的外部。

首先,介绍一下镁的背景知识。它是地壳中第八丰富的元素,也是最轻的结构材料。它比钢轻75%,比铝轻33%。它的重量轻,强度合理,使其成为汽车工程师试图减轻汽车重量的流行材料。在博格华纳的转移案例中,使用镁比使用铝节省了10磅。人们普遍认为镁容易腐蚀。然而,裸材料实际上比铝的耐腐蚀性能更好。镁的问题是当它接近其他金属和盐时。其结果是“电偶”腐蚀,它能迅速腐蚀镁。

如果你在盐处理过的道路上工作过,你肯定会看到外壳材料被腐蚀掉了。为了处理电偶腐蚀,镁转移箱在螺栓上使用隔板和特殊涂层,甚至有特殊的轮廓,以使道路碎片(盐)不太可能压缩成小空间。关于镁还有一个有趣的事实:它是一种可以燃烧的金属。当燃烧时,它不需要氧气来支持燃烧,水实际上可以为反应提供燃料。建议使用D类灭火器和用沙子窒息灭火,所以在加工或焊接之前,采取必要的预防措施,并了解你正在处理什么。

那衣服呢?当内部运动部件与镁接触时,BW和NV外壳都容易发生微动磨损。除了滑动运动之外,这还包括不需要移动的部件,但由于正常的间隙和振动,部件和镁之间有一定的相对运动。轴承套圈、轴、挡圈、泵定位臂甚至金属“抗磨”镶件都在一定程度上磨损了镁。博格华纳和新创投公司都有其他类似的铝外壳转换箱。在这些铝版本上的磨损只是不像在镁版本是一个问题。简单的答案是,镁的版本磨损更多,因为镁的硬度不如铝。

这是通过在材料加工技术杂志中出现的研究证明的。为了研究如何涉及转移壳体磨损,我将铝和镁和福特两者的铝和镁转印箱壳体的样品收集。将样品在室温下测试硬度,以200度华氏度。图1仅供参考,是使用普通罗克韦尔B&C硬度尺度的材料硬度的一般指南。

图2显示实际转移壳体壳体的硬度测试结果。值得注意的是,不仅镁比铝更柔软,而且在200°F的工作温度下,差异更加戏剧性。与铝相比,罗克韦尔B秤上的镁在低于(更柔和)的40.1点!除了硬度测试外,还对镁镁进行了加速磨损试验。结果表明,比镁更硬的材料将有助于镁壳体的磨料/微动磨损。

我的结论是,在可比应用中,镁在铝中比铝更柔软,并且在车辆工作温度下甚至更大。Due to the relative softness of the AZ91D cast magnesium, any material that is harder than the magnesium (i.e. steel or aluminum) is abrasive or has sharp edges that will wear into the magnesium housings and create the type of wear we typically see in these units. Repair options should focus on eliminating the movement between harder/abrasive components and the magnesium housing (which is not always practical), or isolating the moving part with a non-abrasive, low-friction material that is softer than the magnesium itself.

参考:
(1)Meridian Technologies Inc.网站,http://www.meridian-mag.com
(2)Mehta,D.S.,Masood,S.H和Song,W.Q.Q.(2004)。调查磨损
汽车应用镁和铝合金的性能。
材料科学与工程,2015,34(5):531 - 536。
谢谢斯普林菲尔德梅利尔科医学公司的Jean Bigoney。有助于编制这些信息。
格雷格纳德是一个Sonnax技术专家和成员TASC力®(汽车专业技术委员会),一组公认的行业技术专家,变速器重建和Sonnax工业公司的技术人员。


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