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    铝铸件的技术要求及铸造方法

    发布日期:2018-05-20 发布者:润恒压铸

    随着人们对环境的日益重视以及能源的紧缺,汽车轻量化已经是大势所趋。采用铝合金零件替代钢铁零件是降低汽车重量的措施,同一零件采用铝合金要比铁合金质量轻65,因此增大铝合金在汽车上的应用已经成为汽车零部件发展的主要趋势。缸体缸盖是汽车   重要的部件,同时也是汽车上   重的铸件,因此采用铝合金生产缸体缸盖可以在   程度上减少汽车的重量。如今几乎所有的轿车缸盖和大部分轿车缸体采用铝合金生产。

    由于铝铸件组织疏松、孔隙率高,含有多种金属和非金属杂质,阳极氧化膜染色后极易出现白斑,铝铸件阳极氧化膜质量很难保证。对此,有关专家表示,可以采用以下几种方法来避免这个问题:   ,采用高电压大电流密度冲击法。在阳极氧化初期采取高电压、大电流冲击,使原先被杂质分割的大小“岛屿”通过大电流冲击而连接成片。   ,铸件表面打磨法。打磨可以使磨下来的铝末填充铸件的孔隙,起到连接被杂质隔离的块块“岛屿”的桥梁作用。第三,铸件表面喷丸法。在喷丸法试用之前笔者采用圆头锤子敲的方法,原意是想使阻隔“岛屿”的缝隙通过敲打闭合,达到连接成片的目的,结果。

    但是,由于缸体缸盖具有结构复杂、强度高、形状复杂且尺寸精度要求高、工作条件恶劣等特点,因而铝合金缸体缸盖铸件的合格率普遍比较低。如今,随着发动机效率的不断提高,发动机的内部构造变得越来越复杂,发动机的技术要求也变得越来越高。因此,如何提高缸体缸盖的制造水平是当今铝合金缸体缸盖铸造的重要课题。本文将介绍铝合金缸体缸盖的主要几种铸造方法。

    1.金属型铸造

    金属型铸造工艺是铝合金缸体缸盖铸造的传统工艺。该铸造方法具有铸件冷却快、组织细密、力学性能高等优点,其铸件质量明显高于砂型铸造。但是金属型不透气、无退让性,易产生气孔、裂纹、浇不足等缺陷。因此在采用金属型铸造时须合理设计浇注系统以避免缺陷的产生。其次,金属型制造成本高、周期长,因而不适合单件、小批量生产。

    该工艺主要应用于简单的缸体缸盖铸造。一般缸体缸盖的外形采用金属型,而内腔采用砂芯,这样使得金属型铸造缸体缸盖简单便利且工艺灵活。德国奔驰汽车公司麦庭根铸铝厂采用Mecanasa公司制造的12工位金属型铸造机,年产量达到12000t气缸体。在国内,天津市汽车发动机制造厂早在1987年便自行设计制造了铝合金汽缸盖自动金属型铸造机组,并投产。此外如一汽和上海大众等企业也采用金属型重力铸造大量生产缸盖。

    2.压力铸造

    压力铸造(简称压铸)是在高压作用下,使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型型腔,并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。它是铸造业中一种的有色合金精密成型技术。在产品向精密化、轻量化、节能化和绿色化制造的发展趋势中,它是轿车用铝缸体缸盖   广泛、   普遍采用的方法之一。

    高压铸造具有铸件尺寸精度高、表面光洁度好、机械加工余量小、废品率较低、铸件一般不需要热处理、生产等优点。但是压铸中,金属也一般在55~120MPa的压射比压下充型,故而型芯只能采用金属型芯,所以它不能铸造出复杂内腔的零件,只能铸造开舱结构的缸体。同时由于金属液流速高,在浇注过程中极易卷入气体而产生气孔。所以在压铸中对射压及金属液的流速应该严格控制。

    宝马、雷诺、通用、本田等企业在上世纪90年代已经开始大量使用压铸机进行铝合金缸体缸盖的生产。国内,广州东风本田发动机公司在2001年从日本宇部引进了国内   条压铸生产线。该生产线使用25MN压铸机,产品不良品率控制在5%以内。

    3.中压铸造

    随着发动机功率及效率的提高,轿车发动机缸体变得越来越复杂,此时压铸的缺点变得   加明显。为解决压铸不能使用砂芯的缺点,日本Toukei公司通过对压铸的改进,提出了新的铸造方法一中压铸造。该铸造方法是压射比压从压铸的55~120MPa降低到5~30MPa,从而使中压铸造能够使用砂芯,使其能够铸造出复杂内腔结构的缸体。

    4.低压铸造

    低压铸造是介于重力铸造和压力铸造之间的一种铸造方法。铝液在很低的压力(约30kPa)下由下而上充填型腔,通常采用金属型和砂芯,可以获得闭舱结构的缸体。

    低压铸造具有铸造材料利用率高,充型平稳且充型速度便于调节,容易形成方向性凝固的特点,铸件内部缺陷少,可以获得   铸件,使用砂芯可以铸造出复杂内腔结构的零件。但是低压铸造生产周期长,生产率低。虽然充型时间仅需10~15s,但保压时间需3~6min,整个生产循环达10~11min。

    该铸造方法生产效率低,并且废品率很高,因而只有少数企业采用该铸造方法铸造缸体缸盖。通用和奔驰汽车公司采用该铸造方法生产内腔结构复杂的6缸或8缸的发动机缸体。