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    薄壁复杂结构铸件的生产技术同减低酚醛树脂加入量途径

    发布日期:2020-05-30 发布者:润恒压铸

    一、薄壁复杂结构铸件的生产技术

    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,铝铸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,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。铸件设计的壁厚要求:

    压铸件壁厚度(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、铸件顶出温度的高低及操作效率;

    a、零件壁厚偏厚会使压铸件的力学性能明显下降,薄壁铸件致密性好,相对提高了铸件强度及耐压性;

    b、铸件壁厚不能太薄,太薄会造成铝液填充不良,成型困难,使铝合金熔接不好,铸件表面易产生冷隔等缺陷,并给压铸工艺带来困难;压铸件随壁厚的增加,其内部气孔、缩孔等缺陷增加,故在保证铸件有足够强度和刚度的前提下,应尽量减小铸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件,设置筋以减少铸件壁厚;

    压铸件具有较好的强度,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、铸件减低酚醛树脂加入量途径

    采用高强度的树脂,以降低树脂用量实践证明,这是提高覆膜砂的溃散性的一个其的方法,收效十分显著。要使其强度达到5MPa的指标,树脂添加量应为2.1%(砂重),而采用高强度型酚醛树脂时,树脂的添加量仅需1.55%即满足要求,对覆膜砂的溃散性进行评定时,高强度型酚醛树脂覆膜砂的溃散性比普通树脂覆膜砂大约提高了一倍途径之二是采用原砂,提高树脂的粘接效率,以减少树脂加入量日本某铸造厂对本国所产原砂与从美国进口的球状石英砂的粘结效率和溃散性进行了对比,发现纯度较高的圆形进口砂在同等强度要求情况下,所需加入的树脂量明显低于本地砂,溃散性的改变效果为令人满意但是使厂商感到遗憾的是进口砂成本太高而难以承受,不能实现大规模生产。人造莫来石球用作耐火骨料也有较好的效果,但同样存在成本问题,目前仍处于试验阶段。

    减薄型、芯的厚度及扩大壳芯的应用范围当壳型、芯的壁厚减小时,浇铸后壳型芯内部温度上升较快,树脂也易于同周围的空气接触,热分解反应进行比较完全,铝铸件浇铸后型芯有很高的溃散性该观点被生厂商所广泛接受,现在日本的铸铝生产厂家中普遍趋于扩大壳芯的应用范围,除在低压铸造重力铸造中采用水套芯的情况之外,在考虑到型芯的变形等刚度问题时,有时在工艺上不允许减薄壁厚,此时可在厚壁部位造型、制芯时放置低树脂量的砂块来满足其对溃散性的要求。