能否协助重新设计零件以提升抗疲劳性？

是的，Neway 提供全面的工程技术支持，协助客户对铸造或机加工零件进行重新设计，以提升其抗疲劳性能。疲劳失效是承受循环应力的金属零件中最常见且最关键的失效模式之一，尤其在汽车、航空航天和工业设备等应用领域。通过采用先进的设计策略、材料优化以及铸造仿真，Neway 帮助客户延长产品寿命并预防与疲劳相关的失效。

我们在压铸设计流程的早期就融入疲劳设计原则，使客户能够降低应力集中、优化载荷传递路径，并为其工况选择合适的材料和表面处理方案。

铸造件疲劳的理解

疲劳是指材料在反复加载与卸载过程中发生的渐进性、局部性结构损伤。大多数疲劳裂纹起始于几何不连续处或表面缺陷，尤其是在存在应力集中的区域或铸造缺陷附近。

影响疲劳寿命的关键因素包括：

• 循环应力幅值与频率

• 铸件的显微组织和气孔/疏松情况

• 表面粗糙度和残余应力

• 零件几何形状、壁厚过渡和缺口

• 环境暴露（如腐蚀疲劳）

提高抗疲劳性能的设计最佳实践

几何优化与仿真

Neway 使用基于 CAD 的优化和铸造仿真工具来：

• 识别并降低高载荷区域的应力集中特征

• 预测可能成为疲劳起始点的内部气孔位置

• 评估并改进壁厚过渡、圆角半径和厚度分布

这些优化会被整合到我们的模具设计中，以确保铝压铸件和锌压铸件在不过度设计的前提下满足疲劳性能目标。

例如，将圆角半径从 0.5 mm 增加到 2 mm，可以使局部应力集中系数（Kt）降低 30% 以上，从而显著改善疲劳性能。

材料与工艺选择

屈服强度、延伸率以及夹杂含量等材料特性会显著影响疲劳寿命。Neway 帮助客户为疲劳关键应用选择最合适的合金：

• A356-T6 铝合金：经热处理后具有较高疲劳强度（约 150 MPa 疲劳极限）

• Zamak 5：适用于低至中等疲劳工况，且具有良好的阻尼特性

• C95500 铝青铜：在苛刻环境中提供优异的疲劳与耐腐蚀性能

对于需要更高内部致密性的零件，还可考虑铸造后的热处理以及热等静压（HIP）等工艺。

提升抗疲劳性能的表面处理方案

表面质量在疲劳性能中起着关键作用。Neway 推荐的处理方式旨在提高表面硬度、减少微缺陷并引入有益的压缩应力：

• 喷丸（Shot peening）：通过引入表层压缩应力提升疲劳寿命

• 硬质阳极氧化：提高铝件表面硬度和抗裂纹能力

• PVD 涂层：防止表面磨损，减少微裂纹起始点

• 抛光或拉丝：去除加工纹或毛刺等潜在裂纹源

每种处理方式都会根据合金种类和应用要求进行匹配，以在不牺牲尺寸公差的情况下最大化疲劳寿命。

应用案例示例

某客户生产的一款悬挂连杆，其原始设计存在尖锐角过渡和壁厚不均问题，在 300,000 次循环载荷后出现提前疲劳开裂。Neway 的工程团队对其几何结构进行了重新设计，增加圆角、平衡壁厚分布，并选择 A356 合金配合 T6 热处理。改进实施后，该零件顺利通过 1,000,000 次循环测试，未出现疲劳迹象。

结论

提升抗疲劳性能需要采用全局性的重新设计方法，包括几何优化、材料优化、仿真分析以及后处理。Neway 从概念到量产全程支持客户，应用行业最佳实践和精密模具制造，提供高性能的抗疲劳零件。无论是改进现有零件还是开发全新组件，我们的设计与仿真能力都能够确保长期耐久性和机械完整性。