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铝合金缸体压铸工艺及品质控制

深圳市迅思科技有限公司 人气:7 发表时间:2019-03-30

1。1 铝合金熔化设备及工艺

熔化采用LPG燃气炉,其具备上料、熔化及保温功 能,熔化率为3.5T/H,保温炉容量为10t。

为节省能源,目前多采用铝合金液直送工艺,即由 铝合金供应商在厂内进行铝合金液的熔化,将合金液直 接送至压铸车间保温炉内。合金牌号为Al-9Si-3Cu,铝 合金锭与回炉料配比为4:6;采用直读光谱仪检测出 炉前合金液成分;合金液在熔化炉保温室内进行720℃ 保温,在进行炉内精炼除渣之后,出炉到转运浇包内;在 转运浇包内采用氮气(99。99%) +旋转除气装置进行除气处理,可净化合金液内部残存气体及残渣;通过含气 量检测装置进行除气效果评价,密度指数=(1-ρ真空/ρ常压)*100,控制标准为≤1。

1.2 压铸模及浇注系统设计

模具采用六面抽芯结构,主要由定模部分、动模部 分、成形部分、浇注系统、抽芯机构、顶出机构、排气系 统、加热保温装置、定位导向系统等组成。压铸模材质 为3Cr2W8V和H13钢,抽芯棒可采用钛合金或高温 合金,热处理后其硬度(HRC)达到45以上,通过表面 氮化处理后,压铸模具的寿命可达10万次以上。

通常缸体压铸件的浇注系统有两种形式:单侧浇注 系统和双侧浇注系统。单侧浇注系统一般用于小型缸 体,双侧浇注系统一般用于大型缸体。通过充填和凝固 模拟的模流分析软件,可使浇注工艺布置得到优化。图 2为单侧浇注工艺,图3为双侧浇注工艺。

2。3 压铸机及压铸工艺

为获得高品质压铸件,温度、速度、压力、时间等关 键工艺参数必须满足压铸生产的需要。

 铝合金缸体压铸工艺及品质控制

1。3。1 温度控制

浇注温度控制在640~680℃。浇注温度过高,则 收缩大,铸件容易产生裂纹、晶粒粗大、粘模;浇注温度 过低,易产生冷隔、表面花纹和浇不足等缺陷。浇注期 间,应确保保温炉内的铝合金液表面氧化层的及时清 理,否则将可能导致氧化夹杂缺陷。

压铸模在使用前要预热到一定温度。在连续生产 中,压铸模温度往往升高,温度过高除使液态金属产生 粘模外,也导致铸件冷却缓慢,使晶粒粗大、顶出变形 等。

铝合金缸体模具加热使用6台模温加热器,所有的 型芯、镶块等均采用冷却水,使模具工作温度控制在180~200℃范围内。

1.3.2  速度和压力控制

缸体压铸件品质对压射工艺参数的变化非常敏感。 速度过高容易造成铸件中的气体增加;过低则容易造成 充填不良。压射压力过低,铸件中气孔、缩孔等缺陷增 加;压力过高,飞边及毛刺等缺陷增加,对模具损害也 大。采取合适的压射速度(压射比压),确定合理的速度转换位置,在凝固之前对铸件实现快速增压(增压比 压)。

因缸体尺寸大、结构复杂、壁厚差异大,采用28 000kN压铸机,设置慢压射速度为0.2m/s左右,慢压射 行程为400mm,快压射速度为5.5m/s左右,最终压 力保持在45MPa左右。图4为位移、压力和速度与时 间的关系曲线。

1.3.3  时间控制

充填时间长短取决于铸件体积的大小和复杂程度, 充填时间与内浇口的截面积有密切关系,并与冲头压射 速度直接关联。充填时间最终体现为2级压射速度,即 快压射速度控制在4~5m/s。

合金液充填型腔完毕,将进入凝固成形阶段,此时 应立即进行增压,使合金液在高压下凝固结晶,大吨位 压铸机建压时间控制在30ms以内,小型压铸机可达到10ms。

持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。持压 时间过短容易产生气孔、缩松;持压时间过长则铸件温 度低,收缩大,抽芯和顶出铸件时的阻力大,不仅出模困 难,同时容易引起铸件开裂,一般取30s。

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