鋁合金汽車下缸體壓鑄技術
近年來，節能減排成為大勢所趨，汽車輕量化也是大勢所趨。 在這兩大背景下，鋁合金材料在汽車上的應用越來越廣泛，越來越多的汽車零部件採用壓鑄成型。 作為汽車的核心部件，發動機缸體大部分採用鋁合金和鑄鐵製成。 其中，壓鑄鋁合金氣缸體得到了越來越多的認可。 日韓歐美汽車企業多采用壓鑄鋁合金缸體。
在缸體生產領域，普通砂鑄鐵缸體具有工藝簡單、成本低、剛性好、耐熱性好等優點，但也有一個缺點，就是重量偏大。
如果把缸體下面的曲軸和缸體上面的缸套一分為二，下面用鋁合金，上面用鑄鐵，一石兩用，不僅降低了缸體的質量，又保持了鑄鐵缸體的優點。
下缸是指發動機曲軸這樣一分為二後的下部。 由於下缸體為厚壁件，壁厚變化很大，壓鑄成型非常困難。 我們藉鑒國內外相關經驗，設計開發了一套1.5T發動機下缸壓鑄技術，試驗非常成功。
一、鋁合金下缸體壓鑄難點
鋁合金下缸鑄件質量8.4kg，外形尺寸382mm×258mm×67mm，壓鑄質量11.1kg，材質A380，平均壁厚7.2mm。 由於下部氣缸體與曲軸相連，因此需要在底部放置鑄鐵嵌件。
下缸體鑄件壓鑄工藝複雜，主要難點如下：
- 首先，鑄件需要放入5塊鑄鐵嵌件，鑄鐵嵌件必須完美嵌入鋁合金鑄件上，不得分離。
- 二是下缸體鑄件厚度最薄處2mm，最厚處24mm，分佈嚴重不均。
- 第三，由於嵌件兩側壁的厚度差異較大，給鋁合金液的流動充填帶來很大的困難，也考驗了它的加料能力。
- 第四，鋁合金鑄件容易出現氣孔、縮孔、裂紋、縮孔等缺陷，質量控制困難。
2、鋁合金下缸體壓鑄工藝要點
根據試驗分析，我們認為下缸體壓鑄生產的主要技術要點如下：
- 一是科學設計氣缸體壓鑄件的澆注系統。 下缸體中間的嵌件位置為薄壁，上下為厚大件。 因此，我們選擇單面澆注，使鋁液可以從底部進料。 , 流過中間插入物並到達頂部。
- 其次，我們採用齒形冷硬排氣塊真空壓鑄。 齒形冷硬排氣塊與真空機的結合，可改善因側壁薄而引起的流動性不足的問題，保證良好的鑄件質量。
- 三、為了提高鋁合金液與鑄鐵嵌件的潤濕性，我們對嵌件進行預熱，既保證了鑄鐵和鋁合金成型後不分離，又提高了鋁液的流動性. 經測試，我們得到的下缸體內部結構緻密，外觀成型良好。
在下缸壓鑄過程中，科學合理的工藝參數是獲得優質下缸的保證。 我們認為以下工藝參數是影響鑄件成型的關鍵因素：
- 一、壓鑄溫度。在壓鑄過程中，鋁液的溫度要控制好，因為溫度太高或太低都不能達到良好的鑄造效果，太高容易造成縮鬆縮鬆，而過低容易導致填充不良。 一般來說，鋁液的合理溫度應在650-665℃之間，模具噴塗後的溫度應在150-200℃之間。
- 二、鑲件的溫度。當鑲件達到120-140℃時，鋁液從罐體一側溢出，可以提高內部質量。
- 三、壓鑄快、慢注射速度和壓力。快注射和慢注射的速度分別控制在4m/s和0.22m/s左右，壓力控制在70MPa左右。
- 四、鋁液的質量。作為鑄件的基礎材料，鋁液的質量決定了鑄件的質量。 因此，為保證鋁液質量，每包鋁液都必須經過精煉和脫氣，避免污染。
三、鋁合金下缸壓鑄缺陷及對策
鑄件成型後，我們對鑄件進行X射線檢查，發現鑄件內部存在縮孔、氣孔、縮孔等缺陷。
為了改善缺陷，提高質量，我們提出了相應的對策，主要方向如下：
- 一是改進溢流槽結構。 溢流槽具有將型腔內的氣體排出，儲存混合氣體，以及輸送收縮/收縮部分的功能。 經過反複試驗研究，我們發現可以通過加長、加溢流槽等方法來改善縮孔、氣孔等缺陷。 由於鑄件中間有較多的縮孔和氣孔，如果溢流口設置在大平面上會影響充型壓力，所以通常選擇垂直溢流口。
- 二是優化模具冷卻系統。 鑄件縮孔一般出現在局部溫度過高或壁厚過大的部位。 通過研究，我們發現較厚的側壁溫度較高，容易產生縮孔。 由於最初選用的點冷管最小管徑為12mm，無法對上述部位進行有效冷卻，我們對冷卻水管結構進行了改進，採用高壓冷卻設備和不銹鋼點冷管內徑4mm。 我們將鑄件兩側的型芯冷卻到180°C左右，大大減少了縮孔現象，大大提高了鑄件質量。
- 第三，提高刀片的分離度。 針對嵌件與鋁合金鑄件的分離現象，我們採取了以下措施：一是用稀釋劑清洗嵌件，提高潤濕性； 其次，對嵌件進行定位孔檢查和外觀檢查，用鋼絲去除鏽斑嵌件的部分； 第三，對刀片進行預熱試驗。 研究發現，當溫度達到120℃或更高時，可以有效解決刀片分離問題。
4。 結論
近年來，隨著我國節能減排政策的推進和汽車輕量化的大趨勢，鋁合金材料在汽車上的應用越來越廣泛，越來越多的汽車零部件採用壓鑄成型，包括汽車的核心部件——發動機。 目前，採用鋁合金鑄造下缸體已成為一種趨勢，可以減輕缸體的重量，獲得更好的缸體質量。 但由於下缸體結構複雜，壁厚差異較大，鋁合金下缸體的壓鑄難度較大。
本文通過實驗研究，分析了鋁合金下缸體壓鑄技術的難點，提出了一種科學設計的缸體壓鑄系統，採用齒形冷硬排氣塊真空壓鑄技術對嵌件等鋁合金進行預熱。 下缸體壓鑄工藝要點。 此外，還總結了鋁合金下缸體壓鑄缺陷，如縮孔、氣孔、縮孔等，並提出相關對策，為汽車發動機鋁合金下缸體壓鑄提供理論參考。缸體。
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