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2020年国际镁协非汽车类商用铸件奖——电锯发动机用镁活塞


近日,国际镁协(IMA)颁发了2020年度优秀奖。IMA每年颁发的奖项涉及5个类别,包括汽车铸造产品奖、非汽车类商业铸造奖、制造工艺奖、变形加工产品奖和环境责任奖。

 

非汽车类商用铸件奖

 

电锯二冲程发动机用镁压铸活塞

 

获奖单位:

 

ANDREAS STIHL AG & Co. KG

 

STIHL MagnesiumDruckguss

 

对于电锯这类专业手持式产品,轻量化设计是极其重要的。这类设备是为每天8小时的使用而制造的,对专业伐木工来说很重要。专业电锯二冲程内燃机的活塞是发动机的心脏。活塞将混合气点燃时产生的燃烧压力通过连杆转换为冲程运动,然后由曲轴将其转换为旋转运动。轻量化设计的活塞,对于电锯的整体重量很重要,但对于减少由活塞运动引起的振荡力更为重要。这意味着对连杆,曲轴箱的设计和较低的振动水平带来积极影响。活塞减重一克就意味着整个电锯减重数克。活塞设计是减轻重量的一种选择,材料是另一种选择。通常手持式二冲程电锯的活塞是由铝制成的。

 

镁应用的附加值:

 

采用镁合金(MRI合金)作为活塞材料,可在两位数的百分比范围内提高容积和发动机性能。与前代产品相比,尽管性能有所提高,但重量增加可以保持在较低的个位数百分比范围内。功率重量比(power-to-weight ratio)是链锯的决定性客户优势。

 

工艺开发的目的,是采用系列压铸工艺生产镁活塞。由于对耐温性、气孔以及磨损和强度性能方面的质量要求非常高,因此对产品进行了广泛的参数研究。这需要斯蒂尔镁业公司进行广泛的研究开发。初步计算和设计尺寸,在详细的试验系列和实际试验中得到验证。选择了一种特殊的MRI合金作为活塞材料。在压铸工艺中使用这种合金需要额外的工艺。开发的新型泵送技术,实现了对液态金属的精确温度控制。原型模具的大量初步研究以及各种铸造模拟,是开发该系列工具的基础。其中一个案例是复杂的空腔排空工序。

 

通过严格控制的系列工序,使这一高应力部件达到一致的质量。通过首次在二冲程发动机这类高应力的关键点上采用镁合金进行批量生产,斯蒂尔镁业公司可以加强其作为技术领先者的地位。拥有镁活塞的新型STIHL MS 400C产品,是全球首款带有镁质“心脏”的电锯,具有超凡的动力、超越的动力重量比和超凡的加速性能。

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带镁活塞的新型STIHL-MS-400C电锯

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镁活塞

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斯蒂尔压铸生产设备

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