5汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋低壓鑄造工藝研究-資料下載頁
2025-08-04 23:27本頁面
【正文】 在（～）%，鋁水出爐溫度為（740176。C177。5）176。C。 精煉工藝電加熱石墨坩堝轉(zhuǎn)水保溫爐或燃汽預(yù)熱轉(zhuǎn)水包內(nèi)精煉處理，鋁液精煉保溫溫度為（720177。5）℃，在此溫度下進(jìn)行除渣、除氣。采用FOSECO公司FDU旋轉(zhuǎn)除氣裝置，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速300～350rpm，%，流量15～20L/min，除氣時(shí)間設(shè)定為10分鐘，現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)合格（含氫量163。，含渣量K163。1/20）后轉(zhuǎn)入低壓鑄造機(jī)的保溫爐里。 合金的金相組織AC4B合金為亞共晶型鋁硅系合金，含硅量為(7～10)%，顯微組織為a相＋共晶硅，由于未進(jìn)行變質(zhì)，共晶硅呈短桿狀或針狀，由于合金含硅量較高，又加入了微量的Ti、Mn，使得合金的鑄造性能和高溫性能優(yōu)良，氣密性、耐蝕性也較好，適合于砂型及金屬型鑄造。目前在氣缸蓋低壓鑄造工藝生產(chǎn)中多采用AC4B合金，無需進(jìn)行變質(zhì)處理即可獲得優(yōu)良的機(jī)械性能和高品質(zhì)的鑄件。圖7 AC4B合金顯微金相組織 100X對(duì)于AC4B合金，其凝固范圍為（516～604）176。C。在604176。C合金中的鋁開始凝固，565176。CAlSi共晶相出現(xiàn)并凝固，545176。C出現(xiàn)AlSiCu三維共晶，516176。C出現(xiàn)不純物等多元共晶。掌握好氣缸蓋鑄造凝固過程中鋁合金的溫度變化，可優(yōu)化模具鑄造方案，確保鑄件從凸輪軸室向澆口方向順序凝固，提高鑄件品質(zhì)。5 低壓鑄造生產(chǎn)中常見的問題及對(duì)策 澆口折斷防止方法：保持澆口襯套的高溫（℃）；不應(yīng)將加壓結(jié)束后的冷卻（排氣）時(shí)間隨意加長(zhǎng)。為了保持澆口襯套部位的溫度，盡量應(yīng)縮短鑄件取出搬運(yùn)、模具吹掃及下芯時(shí)間并保持穩(wěn)定（）。在剛開始投產(chǎn)時(shí)，澆口部位極易發(fā)生型腔堵塞、澆口斷裂現(xiàn)象，因此特別要注意在澆注的前1～3件設(shè)置澆注參數(shù)為“冷模”狀態(tài)，不要設(shè)置過濾網(wǎng)。 縮孔防止方法：①鑄造作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)溫度進(jìn)行加壓、凝固條件的自動(dòng)設(shè)定，鑄造條件的穩(wěn)定；②根據(jù)澆口、給湯管面積的擴(kuò)大增加熱量，根據(jù)上型冷卻增加溫差坡度，緩和壁厚急變（加圓角、增加對(duì)下型的壁厚） 升液管開裂（漏氣）判斷方法：因升液管放置在保溫爐內(nèi)，無法觀察，只能靠經(jīng)驗(yàn)加以判斷，如根據(jù)鑄件的成型缺陷進(jìn)行分析，具體方法為：①當(dāng)模具溫度、鋁液溫度都足夠高的情況下，鑄件還是出現(xiàn)澆不足缺陷。這是由于升液管漏氣，使正常的模具排氣塞無法排除來自爐內(nèi)的氣體，造成型腔充氣，而鋁水無法充滿；②澆口處有嚴(yán)重的氧化夾雜物或出現(xiàn)不飽滿的現(xiàn)象，這是由于高溫狀態(tài)下的空氣和液態(tài)金屬長(zhǎng)時(shí)間的混合流動(dòng)造成的。防止方法：①定期清理升液管表面氧化渣、噴刷涂料，噴刷時(shí)力求均勻；②清理中仔細(xì)檢查升液管是否有裂紋存在。 流動(dòng)性不良防止方法：①保持適宜的合金澆注溫度；②提高模具上型溫度； ③檢查控制面板的加壓曲線是否有異常；④確認(rèn)模具排氣塞、氣道的暢通；⑤確認(rèn)澆口部位無鋁氧化物的殘留，氧化物多的時(shí)候，用鋼棒等清除澆口內(nèi)壁，并涂刷耐高溫涂料；⑥確認(rèn)模具型腔涂層是否損傷或脫落，可再次進(jìn)行補(bǔ)噴。 鑄件出型困難（升液管內(nèi)部分金屬液凝固）形成原因：由于保壓時(shí)間過長(zhǎng)、模具溫度太低、鋁液溫度太低造成的，一般易在首件生產(chǎn)中發(fā)生。防止方法：剛開始生產(chǎn)時(shí)，由于模具溫度不均勻且偏低，保壓時(shí)間應(yīng)盡量縮短，寧可讓鑄件內(nèi)的部分金屬倒流回保溫爐中，一般生產(chǎn)3～4件后，模具溫度處于正常。處理辦法：立即停機(jī)，卸下模具，盡快打開模具取出鑄件（可以采用液壓千斤頂或氣焊槍等工具），將模具清理干凈，恢復(fù)正常生產(chǎn)。6 低壓鑄造工藝的技術(shù)動(dòng)向及今后的課題低壓鑄造法從被大量使用以來已有30多年了，現(xiàn)在已確立了生產(chǎn)鋁合金鑄件的重要工藝方法之一的地位。特別是在氣缸蓋的鑄造生產(chǎn)中的作用巨大，今后低壓鑄造仍會(huì)是氣缸蓋的主流鑄造工藝方法之一。從空冷小型發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋開始，到水冷化、多氣缸化、功能的擴(kuò)大、DOHC化和材料重量的增加，并且氣缸蓋的形狀和結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，鑄件壁厚變化也在加大，鑄造的難度也隨之增加，同時(shí)為了降低成本提高生產(chǎn)效率，國(guó)外許多高水平的鑄造廠已實(shí)現(xiàn)了1模2件、更換模具時(shí)工序改進(jìn)、動(dòng)模速度提高和與后處理工序的結(jié)合等，模具冷卻控制和澆注過程中的加壓控制等技術(shù)也在逐年提高，目前已出現(xiàn)了包括砂芯的搬運(yùn)和組裝在內(nèi)的完全自動(dòng)化低壓鑄造生產(chǎn)線，這同時(shí)也將操作者從高溫作業(yè)中解放出來，改善了作業(yè)環(huán)境。根據(jù)以上討論的內(nèi)容，我們可以考慮以下氣缸蓋低壓鑄造技術(shù)的課題：①提高鑄件強(qiáng)度（如何對(duì)下型進(jìn)行冷卻是重點(diǎn)，但以往的技術(shù)在低壓鑄造中很難應(yīng)用，所以認(rèn)為氣缸蓋更適合采用重力鑄造，目前在歐美國(guó)家氣缸頭的主要鑄造法仍是重力鑄造法，低壓鑄造工藝必須要解決鑄件下型冶金質(zhì)量問題）；②生產(chǎn)效率的提高（提高控制技術(shù)、后處理線的同步化、全自動(dòng)化生產(chǎn)線的推進(jìn)，考慮到鑄件的高強(qiáng)度化和高生產(chǎn)性化的要求，條件控制會(huì)變得比現(xiàn)在復(fù)雜，因此緊湊的自由度高的生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)可以保持綜合的高水準(zhǔn)鑄造品質(zhì)。）；③縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間（需要在設(shè)計(jì)初期階段積極運(yùn)用CAE技術(shù)，進(jìn)行凝固流動(dòng)解析、鑄件應(yīng)力解析，優(yōu)化模具方案）；④鑄造操作技能的延續(xù)（模具噴涂、鑄造條件的調(diào)整與控制等的掌握是最緊迫的項(xiàng)目，越是推進(jìn)生產(chǎn)線的自動(dòng)化和無人化，這個(gè)問題越顯得重要。由于低壓鑄造很難定量數(shù)據(jù)化，而且與經(jīng)驗(yàn)有關(guān)的項(xiàng)目較多，所以進(jìn)行專業(yè)化技能培訓(xùn)是很重要的，同時(shí)為了達(dá)到定量化控制而進(jìn)行的低壓鑄造工藝與材料的基礎(chǔ)研究和開發(fā)也同樣重要）。11
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