近年來，節能減排已經成為了時代風潮，汽車輕量化也是大勢所趨，在這兩大背景之下，鋁合金材料在汽車中的運用越發廣泛，借助壓鑄成型的汽車零部件越來越多。作為轎車的核心部件，發動機缸體大多采用鋁合金和鑄鐵為材料，其中壓鑄鋁合金缸體得到了越來越多的認可，日韓和歐美的汽車公司大多都運用壓鑄鋁合金缸體。
在缸體生產領域，普通砂型鑄鐵缸體具有工藝簡單、成本低、剛性和耐熱性好的優點，但也有一個缺點，那就是重量過大。如將缸體下方的曲軸和上方的缸套一分為二，下面使用鋁合金而上面使用鑄鐵，就可一舉兩得，既減輕了缸體質量，又可保持鑄鐵缸體的優點。
下缸體，就是指經過這樣一分為二之后發動機下部的曲軸部分。由于下缸體是厚壁零件，且壁厚差別大，因此壓鑄成型的難度非常大。我們借鑒國內外相關經驗，針對一型1.5T發動機設計開發了一套下缸體壓鑄技術，試驗非常成功。
1鋁合金下缸體壓鑄難點
該鋁合金下缸體鑄件質量為8.4kg，輪廓尺寸為382mmtimes;258mmtimes;67mm，壓鑄質量為11.1kg，材質為A380，平均壁厚為7.2mm。由于下缸體與曲軸相連接，因此在底部還需要放置鑄鐵嵌件。
下缸體鑄件壓鑄工藝復雜，其難點主要有如下幾點：
*一，鑄件需要置入5件鑄鐵鑲嵌件，鑄鐵鑲嵌件要完美地鑲嵌在鋁合金鑄件之上，不能發生分離的現象。
*二，下缸體鑄件壁厚*薄處薄至2mm，*厚處厚達24mm，分布嚴重不均。
*三，由于鑲嵌件兩側壁厚差別大，給鋁合金液的流動充型帶來了非常大的難度，同時也考驗著其補縮能力。
*四，鋁合金鑄件容易發生氣孔、縮孔、裂紋、縮松等缺陷，質量控制較難。
2鋁合金下缸體壓鑄技術要點根據試驗分析，我們認為下缸體的壓鑄生產技術要點主要有如下幾點：
*一，科學設計缸體壓鑄件的澆注系統，下缸體中間放置鑲件位置為薄壁，上下部分為厚大部位，因此我們選擇單側澆注，這樣一來，鋁液可由底側進料，流經中部鑲件后抵達頂部。
*二，我們運用了齒形激冷排氣塊真空壓鑄，齒形激冷排氣塊與真空機合用可改善因兩側壁薄引發的流動性不足問題，確保了鑄件品質良好。
*三，為提高鋁合金液體與鑄鐵鑲嵌件的潤濕程度，我們進行了鑲嵌件預熱，這樣不但保證了成型后鑄鐵件與鋁合金不分離，還提高了鋁液的流動性。
經過試驗，我們獲得的下缸體內部組織致密，且外觀成型良好。在下缸體壓鑄過程之中，科學合理的工藝參數是獲得高品質下缸體的保障。我們認為以下工藝參數是鑄件成型的關鍵影響因素：
*一，壓鑄溫度。在壓鑄過程中，鋁液溫度應控制良好，因為溫度過高或過低都不能取得良好的鑄造效果，過高易導致縮孔及縮松，過低則容易引發充型不良。通常來說，鋁液合理溫度應在650——665℃之間，而模具噴涂后的溫度應在150——200℃之間。
*二，鑲嵌件溫度。當鑲嵌件達120——140℃時，鋁液溢流槽側的一邊，這樣可以改善內部品質。
*三，壓鑄快、慢壓射速度和壓力。應將快壓射和慢壓射速度分別控制在4m/s左右和0.22m/s左右，壓力控制在70MPa左右。
*四，鋁液品質。作為鑄件的基礎材料，鋁液的品質決定了鑄件的品質，因此要確保鋁合金液品質，每包鋁液都必須進行精煉除氣處理，避免污染。
3鋁合金下缸體壓鑄缺陷及應對
在鑄件成型之后，我們對鑄件進行X射線檢測，發現鑄件存在一些內部缺陷，諸如縮孔、氣孔、縮松等。為了改善缺陷，提高品質，我們提出了相應對策，其主要方向如下：
*一，改進溢流槽結構。溢流槽具有排除型腔中的氣體、儲存混有氣體、轉移縮孔/縮松部位等作用。經過反復試驗研究，我們發現可以采用延長和增設溢流槽等手段改善縮孔、氣孔等缺陷。由于鑄件中部縮松現象較多，溢流口如設置于大平面上，填充壓力將受到影響，所以通常選擇豎形溢流口。
*二，優化模具冷卻系統。鑄件縮孔一般會在局部溫度過高或壁厚過大的位置上出現。通過研究我們發現，兩側壁厚較大的地方溫度偏高，易引發縮孔。由于*初選用的*小點冷管直徑為12mm，無法有效冷卻上述位置，因此，我們對冷卻水管結構進行了改進，運用了高壓冷卻設備和內徑4mm的不銹鋼點冷管。我們將鑄件兩側中部的模具型芯冷卻至180℃左右，大幅減少了縮孔現象，大大提高了鑄件的品質。
*三，改善鑲嵌件分離現象。針對鑲嵌件與鋁合金鑄件間存在的分離現象，我們采取了以下手段：首先，使用稀釋劑對鑲嵌件進行清洗，提高潤濕性；其次，對鑲嵌件實行定位孔檢查和外觀檢查，用鋼絲對部分銹斑鑲嵌件除斑；其三，對鑲嵌件進行預熱試驗，研究發現，當溫度達到120℃以上時，可有效解決鑲嵌件分離問題。
無錫市玉鑫壓鑄廠 http://www.jiaochewuliu.cn/ 鋁壓鑄，壓鑄件
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