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    薄壁复杂结构铝铸件的生产技术与检测方法

    发布日期:2022-05-21 发布者:润恒压铸厂

     (一)、薄壁复杂结构铸铝件的生产技术
    随着汽车工业的发展和节能减排的需求,汽车零件日趋轻量化,通过薄壁化设计,实现轻量化是发动机缸体的重要发展方向。早期生产的06A缸体壁厚4.5mm±1.5mm,EAlll缸体壁厚4mm±1mm,目前批量生产的EA888Evo2缸体壁厚3.5mm±10.8mm,下一代EA888Gen.3缸体产品结构则为复杂,其壁厚仅为3mm±0.5mm,铸铝件是目前较薄的灰口铸铁缸体。尽管批量生产中存在着断芯、漂芯以及壁厚尺寸波动较大的问题,但是通过控制砂芯和型砂的质量,采用目前广泛使用的水平卧浇工艺还是能够满足EA888Evo2缸体的生产要求,但无法满足EA888Gen.3缸体的生产要求,采用整体组芯立浇工艺。
    针对缸体3mm薄壁特点,铝铸件组芯立浇工艺对制芯和组芯都提出了苛刻的要求。制芯中心可实现制芯生产的高度智能化、自动化。从原砂、树脂的加入,混砂、制芯、修芯、组装、涂料和烘干到造型以及组下芯全过程均可以实现高度自动化,使砂芯制芯质量、组装质量即尺寸精度和涂料烘干质量等得到了稳定的保证,从而避免了因人为因素而造成的质量和尺寸风险,适应大批量汽缸体制芯生产的需要。能够解决大批量生产时,废品率不稳定和居高不下的问题,同时由于砂芯尺寸精度的提高,也极大地降低了清理工作量和成本,并且完全能够保证3mm壁厚尺寸要求。铸铝件设计的壁厚要求:
    铝铸件壁厚度(通常称壁厚)是压铸模具工艺中一个具有特殊意义的因素,壁厚与整个工艺规范有着密切关系,如填充时间的计算、内浇口速度的选择、凝固时间的计算、模具温度梯度的分析、压力(终比压)的作用、留模时间的长短、铸铝件顶出温度的高低及操作效率;
    a、零件壁厚偏厚会使铸铝件的力学性能明显下降,薄壁铸铝件致密性好,相对提高了铸铝件强度及耐压性;
    b、铸铝件壁厚不能太薄,太薄会造成铝液填充不良,成型困难,使铝合金熔接不好,铸铝件表面易产生冷隔等缺陷,并给压铸工艺带来困难;铸铝件随壁厚的增加,其内部气孔、缩孔等缺陷增加,故在保证铸铝件有足够强度和刚度的前提下,应尽量减小铸铝件壁厚并保持截面的厚薄均匀一致,为了避免缩松等缺陷,对铸铝件的厚壁处应减厚(减料),增加筋;对于大面积的平板类厚壁铸铝件,设置筋以减少铸铝件壁厚;
    铸铝件具有较好的强度,可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能,因此在机械制造中得到广泛的运用。
    (二)、铝压铸件内部裂痕的检测方法
    1、超声波探伤
    各类金属管材、板材、铝压铸件、锻件和焊缝的超声波检测和超声波测厚。当超声波在传播中遇到裂缝、空洞、离析等缺陷时,超声波的声速、振幅、频率等声学参数会因此改变。根据仪器测量这些改变,可以判断缺陷的存在,并能确定其具体位置。
    超声波脉冲(通常为1.5MHz)从探头射人被检测物体,如果其内部有缺陷,缺陷与材料之间便存在界面,则一部分人射的超声波在缺陷处被反射或折射,则原来单方向传播的超声能量有一部分被反射,通过此界面的能量就相应减少。这时,在反射方向可以接到此缺陷处的反射波;在传播方向接收到的超声能量会小于正常值,这两种情况的出现都能证明缺陷的存在。压铸件在探伤中,利用探头接收脉冲信号的性能也可检查出缺陷的位置及大小。前者称为反射法,后者称为穿透法。
    2、磁粉探伤
    适宜于铁磁性材料如铸造、锻造和其它机加工部件的无损检测。
    3、紫外线灯
    廉、高和操作简单,各种管道的泄漏探查、涂镀层是否均匀的检验、杂质或污点的检测、半导体和生物领域舞台特除艺术效果。
    4、射线探伤
    射线探伤可以分为X射线、γ射线和射线探伤三种。
    X射线照相法探伤是利用射线在物质中的衰减规律和对某些物质产生的光化及荧光作用为基础进行探伤的。从射线强度的角度看,当照射在工件上射线强度为J0,由于工件材料对射线的衰减,穿过工件的射线被减弱。若工件存在缺陷时,因该点的射线透过的工件实际厚度减少,则穿过的射线强度Ja、Jb比没有缺陷的点的射线强度大一些。从射线对底片的光化作用角度看,射线强的部分对底片的光化作用强烈,即感光量大。感光量较大的底片经暗室处理后变得较黑。因此,工件中的缺陷通过射线在底片上产生黑色的影迹,这就是射线探伤照相法的探伤原理。