刘旭飞 王跃 尚红标 韦民 黄光伟
安徽江淮汽车集团股份有限公司
摘要：本文叙述了压铸铝合金缸体的生产工艺技术。分析了化学成分、球化及孕育处理等主要工艺因素对铸铁质量的影响。通过工艺研究、现场生产及对影响铸件质量的主要因素进行分析，给出了该铸件合理的合金配比、球化处理及复合孕育工艺。
关键词：化学成分 球化处理 复合孕育
随着汽车行业轻量化趋势明显，对铝合金部件拉动巨大，汽车零部件轻量化发展进入黄金时期，尤其是能源和环保问题的日益突出，对产品零件轻量化提出了更高的要求。铝合金发动机缸体时汽车发动机的核心零部件之一，对汽车产业轻量化的发展起着至关重要的推动作用。现将发动机缸体铸件的全生产工艺做简要介绍，为广大读者提供参考。
1.产品简介
四缸铝合金缸体（长宽高：385*390*285），缸体重约18kg，材质：AlSi9Cu3，排量1.5L。产品主要技术要求：抗拉强度≥ 240MPa；硬度≥HB80；延伸率 ≥1.0%。
2.生产工艺简介
生产线主要工艺流程为：熔化-压铸-抛丸-粗加工-浸渗-检验。
2.1 熔化生产工艺
熔化生产工艺流程有：配料→加料→熔化→出铝→去渣→除气检测→转运→保温。
集中熔化炉为塔式天然气炉，熔化量为800kg/h。保温炉为热电偶加热炉，最大保持量2500kg。
铝锭原材料要保证铝锭的化学成分、力学性能、断面检查符合要求，铝锭与回炉料质量配比≥50%；熔化温度750±20℃，出铝温度720±10℃，每班开线前需对铝包进行预热；除气机惰性气体压力≥0.5MPa，除气时间：4 min～10min；除渣剂加入量按每包铝水（约700kg）加入1Kg±50g，；铝液密度要求为2.61g/cm3；精炼后的铝液成分需满足要求，合格铝液通过叉车转移至压铸机旁的保温炉，铝液保温温度控制在660±10℃。
2.2 压铸生产工艺
压铸机选用压铸主机为DCC2500T冷压室压铸单元。压铸的生产工艺流程有机边保温炉浇注→放置缸套→压铸→机器人取铸件→光电检测渣包→去渣包→打码→冷却→去除浇冒口→取铸件放置到输送带。
缸套检验：需对缸套质量检验，缸体内径，外径，长度及表面质量符合要求，缸套预热温度控制在130±20℃。
模具检验：按照模具检验指导书对模具进行检查，其中包含模具表面质量、模具水路、油路压力表是否正常，模具是否有漏水和渗水现象及模具辅助设施冷冻机、冷却塔工作状态等。
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模具预热时间不少于15min，预热温度一般控制在160-220℃，产品每个点温度要求不同，用热成像仪对每班次对模具温度进行检查。
压铸：铸造压力95±5MPa；切换点位置50mm时0.1m/s；150-350mm时0.15m/s；415mm时0.2m/s；416-810mm时5.5m/s；3000mm时0m/s。料饼厚度50±15mm；合模力：2500T±150T，循环时间130±10s；蓄能器压力≥134par。
辅助工序：渣包碰除需完全，不得遗漏。铸件冷却水冷槽水温≤60℃。
2.3 清理生产工艺
清理生产工艺主要包含抛丸和人工清理。抛丸机为悬链步进式，悬链吊具每个钩6件设计，上下双层，每层均布3件，吊挂位置为缸筒。抛丸机选用规格为φ0.5mm的不锈钢钢丸，抛丸时间为45-60s，钢丸抛射速度50-75m/s 。抛丸后处理后表面粗糙度不得大于Ra6.3。
人工清理主要利用专用辅具铸件表面披缝和毛刺进行清理。
2.4 浸渗生产工艺
浸渗处理线用于处理试漏超出标准的加工件，主要生产工艺流程：人工上线→真空浸渗→旋转甩胶→旋转喷淋清洗→二次旋转喷淋清洗→热水翻转浸泡固化→风冷翻转降温→人工下线（过程铸件转移为人工）。
浸渗罐：储液温度14-17℃；干式抽真空真空度≥8mbar；真空保持时间3min；加压压力0.4Mpa；加压保持时间7min。
旋转甩胶：工件框转速55-65r/min，正转时间6min，反转时间6min。
翻转喷淋清洗:工件框转速2-4r/min，喷淋时间10min。
二次翻转喷淋清洗:工件框转速2-4r/min，喷淋时间10min。
翻转热水固化罐：储水温度95-98℃，工件框转速2-4r/min，固化时间≥10min。
风冷翻转：风冷时间10-15min，风冷后工件≤60℃。
2.5 质量检验
生产单位需根据整车厂的要求建立相关质量体系。配套的主要检测设备有：三坐标检测仪、X光探伤仪、铝合金专用光谱仪、力学性能检测设备、综合检具和专用检具。
在生产过程中，主要利用压铸机压射过程实时控制技术对铸件进行过程控制。
3.总结
通过量产工艺验证，我公司压铸铝铝缸体合格率达95.3%（浸渗前），浸渗后达到98%～99%。
从生产验证过程看，能成功生产压铸铝缸体产品的关键在于以下几个方面：模具、生产设备、生产过程工艺控制。其中压铸铝缸体模具开发技术及生产设备国内技术已成熟，我公司模具采用双边进料的方式，压铸采用"压铸岛"的形式进行专线生产。希望本文能为国内类似企业提供一些参考和借鉴。
论文作者:刘旭飞 王跃 尚红标 韦民 黄光伟
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/26
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