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                专业生产金属压铸脱模剂,金属切削液厂家

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                汽车铝合金下缸体压铸技术要点分析及缺陷应对

                日期:2016-12-15
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                核心提示:近年来,随着我国节能减排政策的推进和汽车轻量化的大势所趋,铝合金材料在汽车行业的运用越发广泛,借助压铸成型的汽车零部件越来越多,其中就包括汽车的核心部件——发动机。作为汽车发动机的关键部分,铝合金下缸体压铸成型难度很大,故分析其压铸难点,总结压铸要点,做好质量控制工作尤为重。 现就某型汽车发动机铝合金下缸体的结构特点,成功∑开发了下缸体压铸件, 分析了相关铸造技术问题及解决方案,提出了压铸难点、 要点;总结出铝合金下缸体缩孔、 气孔、 缩松等压铸缺陷,并提出改进溢流槽结构,优化模具冷却系统,改善镶嵌件分㊣ 离



                0 引言

                近年来,节能减排已经成为了时代风潮,汽车轻量化也是 大势所趋,在这两大背景之下,铝合金材料在汽车中的运用越 发广泛,借助压铸成型的汽车零部件越来越多。作为轿●车的 核心部件,发动机缸体大多采用铝合金和铸铁为材料,其中压 铸铝合金缸体得到了越来越多的认可,日韩和欧美的汽车公 司大多都运用压铸铝合金缸体。

                在缸体ξ生产领域,普通砂型铸铁缸体具有工艺简单、 成本 低、 刚性和耐热〓性好的优点,但也有一个缺点,那就是重量过 大。如将缸体下方的曲轴和上方的缸套一分为二,下面使用铝 合ξ 金而上面使用铸铁,就可一举两得,既减轻了缸体质量,又 可保持铸铁缸体的优点。

                下缸体,就是指经过这样一分为二之后发动机下部的曲 轴部分。由于下缸体是厚◥壁零件,且壁厚差别大,因※此压铸成 型的难度非常大。我们借鉴国内外相关经验,针对一型1.5T 发动机设计开发了一套下缸体压铸技术,试验非常成功。

                汽车铝合金下缸体压铸技术要点分析及缺陷应对

                1 铝合金下缸体压铸难点

                该铝合金》下缸体铸件质量为8.4 kg,轮廓尺寸为382 mm× 258 mm×67 mm,压铸质量为11.1 kg,材质为A380,平均壁厚 为7.2 mm。由于下缸体与曲Ψ 轴相连接,因此在底部还需要放置 铸铁嵌件。

                下缸体铸件压铸工艺复杂,其难点主要有如下几点:

                第一,铸件需要置入5件铸▅铁镶嵌件,铸铁镶嵌件要完美 地镶嵌在铝合金铸件之上,不能发生分离的现象。

                第二,下缸体铸件壁厚最薄处薄至 2 mm,最厚处厚达ζ 24 mm,分布严重不均。

                第三,由于镶嵌∞件两侧壁厚差别大,给铝合金液的流动充 型带来了非常大的难度,同时也考验着其补缩能力。

                第四,铝合金铸件容易发生气孔、 缩孔、 裂纹、 缩松等缺 陷,质量控制较难。

                2 铝合金下缸体压铸技术要点 根据试验分析,我们认为下缸体的压铸生产技术要点主 要有如下几点:

                第一,科学设计缸体压铸件的浇注系统,下缸体中』间放置 镶件位置为薄壁,上下部分为厚○大部位,因此我们选择单侧浇 注,这样一来,铝液可由底侧进料,流经中部镶件后抵达顶部。

                第二,我们运用了齿形激︽冷排气块真空压铸,齿形激冷排 气块与真空机合用可改善因两侧壁薄引发的流动性不足问 题,确保了铸件品质良好。

                第三,为提高铝合金液体与铸铁镶嵌件的润湿程度,我们 进行∏了镶嵌件预热,这样不但保证了成型后铸铁件与铝合金 不分离,还提高了铝液的流动性。

                经过试验,我们获得¤的下缸体内部组织致密,且外观成型 良好。在下缸体压铸过程之中,科学合理的工艺参数是获得高 品质下缸体的保障。我们认▆为以下工艺参数是铸件成型的关 键影响因素:

                第一,压铸温度。在压铸过程中,铝液温度应控制良好,因 为温度过高或过低都不能取得良好的铸造效╲果,过高易导致 缩孔及缩松,过低则容易引发充型①不良。通常来说,铝液合理 温度应在650~665 ℃之间,而模具喷涂后的温度应在150~ 200 ℃之间。

                第二,镶嵌件温度。当镶嵌件达120~140 ℃时,铝液溢流 槽侧的一边,这样可以改№善内部品质。

                第三,压铸快、 慢压射速度和压力。应将快压射和慢压射 速 度 分 别 控 制 在 4 m/s左 右 和 0.22 m/s左 右 ,压 力 控 制 在 70 MPa左右。

                第四,铝液品质。作为铸件的基础材料,铝液的品质决定了铸件的品质,因此要确保卐铝合金液品质,每包铝液都必须进行精炼除气处理,避免污染。

                3 铝合金下缸体※压铸缺陷及应对

                在铸件成型之后,我们对铸件进行X射线检测,发现铸件 存在一些内部缺陷,诸如缩孔、 气孔、 缩松等。为了改善缺陷, 提高品质,我们↑提出了相应对策,其主要方向如下:

                第一,改进溢流槽结构。溢流槽具有排除型腔中的气体、 储存混有气体、 转移缩孔/缩松部位等作用。经卐过反复试验研 究,我们发现可以采用延长和增设溢流槽等々手段改善缩孔、 气 孔等缺陷。由于铸件中部缩松现象较多,溢流口如设置于大平 面上,填充压力将受到影响,所以通常选择竖形溢流口。

                第二,优化模具冷却系统。铸件缩孔一般会在局部温度过 高或壁厚过大的位置上出现。通过研究我们发现,两侧壁厚较 大的地⊙方温度偏高,易引发缩孔。由于最初选用的最小点冷管 直径为12 mm,无法有效冷却上□述位置,因此,我们对冷却水管 结构进行了改进,运用了高压冷却设备和内径4 mm的不锈钢 点冷管。我们将铸件两侧中部的模具型芯冷却至180 ℃左右, 大幅减少①了缩孔现象,大大提高了铸件的品质。

                第三,改善镶嵌件分离现象。针对镶嵌件与铝合金铸件间存在的分离现象,我们采取了以下手段:首先,使用稀释剂对镶嵌件进行清洗【,提高润湿性;其次,对镶嵌件实行定位孔检 查和外◣观检查,用钢丝对部分锈斑镶嵌件除斑;其三,对镶嵌 件进行预热试验,研究发现,当温度达到120 ℃以上时,可有效 解决镶嵌件分离问题。

                第四,选择合适的↓压铸脱模剂。由于铝合金下缸体容易出现的缩孔、 气孔、 缩松等现象,选择合适的压铸脱模剂作为压铸工〖作介质,能有效的减少缩孔、 气孔、 缩松等缺陷的』产生,提高压铸工件合格率。

                4 结语

                近年来,随着我国节能减排政策的推进和汽车轻量化的 大势所趋,铝合金材料在汽车中的运用越发广泛,借助压铸成 型的汽车零部件越来越多,其中就包括汽车的核心部件—— 发动机。当前,使用铝合金铸造下缸体已经成为了一种潮流, 这样可减轻缸体重量,获得更好的缸体品质。但由☆于下缸体 结构复杂,壁厚差别较大,因此铝合▽金下缸体压铸成型的难 度较大。

                本文通过试验研究,分析了铝合金下缸体存在的压铸技 术难点,并提出了科学设计缸体压铸件浇注系统,运用齿形激 冷排气ㄨ块真空压铸技术,进行镶嵌件预热等铝合金下缸体压 铸技术要点。另外,还总结了铝合金下缸体出现的缩孔、 气孔、 缩松等压铸缺陷,并提出了相关应对♂策略,为汽车发动机铝合 金下缸体的压铸工作提供了理论参考。