摘要：压铸成型过程中，铝合金件易产生气孔、缩孔、缩松等缺陷。若这些微小孔洞在壁厚方向贯通起来，铝合金件在气压或液压作用时会产生渗漏（漏气或漏油）现象，直接导致铸件报废。采用浸渗工艺封堵铸件内部的微孔，是降低铸件渗漏率，提高铸件使用可靠性的的有效方法。经国内外的多年研究及使用，浸渗工艺适用于汽车发动机缸体、变速箱壳体、水暖器材、阀体、通讯件等密封性要求高的压铸件。
关键词：渗漏、浸渗工艺、封堵微孔、密封性高
正文
如今压铸铝合金件的结构和形状愈来愈复杂，质量要求愈来愈高。尽管压铸行业采用了诸如真空压铸、局部挤压压铸等新工艺和新技术。但在压铸过程中，仍会产生大量弥散性气孔、缩松等缺陷。这些缺陷直接导致有耐压密封性要求的产品不得不做报废处理，即使用于无压力要求的，也可能会因电镀、喷漆及其它表面处理时清洁剂、酸液等进入零件内部导致内部腐蚀，使表面形成气泡或凹凸不平，造成涂层在后期会有脱落等现象，缩短了产品的使用寿命。解决压铸件废品率高的问题，生产中可采用浸渗工艺封堵“微孔”，挽救因上述缺陷可能报废的铸件。
1、浸渗技术的分类
常用的浸渗处理方法有常压浸渗、真空浸渗、压力浸渗和真空加压浸渗等。浸渗剂按化学属性分为：①无机浸渗剂，常以硅酸钠为主原料，并添加多种无机金属盐、稳定剂、表面活性剂等组成。无机浸渗剂具有耐水、耐油、耐高温（500℃以上）及价格低廉的优点，但也有粘度高，浸润性差，固化时间长，且干燥后材料易脱落（体积收缩率高）的缺点。②有机浸渗剂，一种是厌氧自固型浸渗剂，其特点是易清洗、无毒、可生物降解、环保无毒、浸渗效率高；另一种类型是热水固化型浸渗剂，具有耐压强度高、耐水、耐有机溶剂、性能优良，浸渗性高，水洗性好，可封堵0.03mm的超细微孔等优点。本文以通信腔体为例，重点论述有机真空加压法浸渗工艺的应用。
2、有机真空加压浸渗工艺方法
2.1有机真空加压浸渗工艺的概述
有机真空加压浸渗技术是在真空状态下排出空隙内空气，并在加压条件下使液态有机浸渗剂渗入到铸件微孔，经过固化、封堵孔，阻塞所有的渗透路径，使零件能满足承压、防渗漏等条件的工艺技术。
如图一所示，通信腔体局部壁厚大，压铸凝固收缩时易产生内部缩松、缩孔和气孔等缺陷，导致后续气密性检测不良。而且气密性检测不良是在机加工后才能发现，从而造成工时、原材料和能源的严重浪费。为了挽救因上述缺陷可能报废的铸件，目前使用效率最高，可靠性最好的技术是有机真空加压浸渗工艺。
图一
2.2有机真空加压浸渗设备组成
有机真空加压浸渗所需的基本设备主要包括：真空浸渗缸、浸渗剂储液缸、清洗缸、热水固化缸等组成“浸渗线”，可实现浸渗作业过程的自动化。（如图二所示）
本文使用的有机浸渗剂是热水固化型浸渗剂（以P-601为例），其原理是液态浸渗剂在900C时易发生化学固化反应，生成高分子复合物，即热固性塑料，浸渗后它能填补的孔洞的大小为0.03-0.5 mm。由于浸渗剂是一种遇高温就可固化的化学物质所以它日常储存温度的控制非常重要，一般储存温度为小于20℃。所以在浸渗剂的储存罐上都必须装有制冷设备以保证温度要求。
图二
1－脱脂罐；2—清洗罐A；3—甩干罐A；4—冷却台； 5—制冷机A；6—储液罐A；7—储液罐B；8—制冷机B；9—清洗槽；10—电葫芦；11—甩干罐B； 12—浸渗作业台；13—控制柜
2.3有机真空加压浸渗的工作流程图
浸渗工艺过程为：产品装框→产品清理干净（脱脂、清洗、甩干）→产品放入浸渗灌→抽真空并保压→注浸渗液→再次抽真空→加压、保压→浸渗后处理（甩干、清洗、烘干），见图三所示
图三
（1）产品装框
浸渗工序是以框为单位进行作业，精加工完毕的产品在装框前先检查确认产品表面无碰伤，气孔超标等缺陷。浸渗过程中，产品要进行高速旋转，故框必须是特制专用的，框内所有的盲孔及产品内腔面朝外。
（2）脱脂
脱脂工序是除去附着在产品表面的切削液，同时也除去产品残留的铝屑。脱脂液由水和清洗剂组成。现以清洗剂CLEAN601为例，加入体积比为2.5-3.0％（V/V），每班生产前要求对槽液浓度进行化验，并根据结果进行调整。脱脂罐上装有加热装置，罐液温度控制在常温-60℃。脱脂过程开启压缩空气搅拌脱脂液，装满产品的专用框在脱脂罐内上下摆动3-4次，减少产品盲孔处存有气泡造成脱脂不干净。
（3）清洗
清洗工序的作用是去除脱脂工序附着在产品上的脱脂液。清洗罐内使用的液体是水，温度控制在50-60℃，并启动压缩空气搅拌。清洗时装件框上下移动至少10次，避免产品表面盲孔内的清洗不干净。
（4）离心甩干
本工序是将清洗时附着在产品上的水分去除，防止水份随产品一起带入浸渗剂中。在启动离心甩干前要确认装件框是否已固定在旋转底盘上。
（5）产品冷却
产品经前面工序处理后温度较高，离心甩干后需要将产品冷却至32℃以下，否则温度过高导致浸渗工序时浸渗剂受热固化。甩干后将装件框吊出放置在冷却台上，并启动风冷机加速产品的冷却。
（6）浸渗
产品冷却到32℃以下时可将装件框吊入浸渗罐中，工作前确认各参数正确后才可启动浸渗。每次浸渗时必须确认装件框是否完全没入浸渗剂液面内（液面高出产品约30mm），若浸渗剂液面低于产品表面则必须停止浸渗并及时添加浸渗剂。另外注意返胶时的控制，防止返胶冲出储备罐造成浪费。
（7）离心甩干
浸渗完毕后，产品表面、夹缝和盲孔处可能还附留有浸渗剂，可通过离心甩干将这部分浸渗剂回收。离心甩干罐的底部是与装浸渗剂的罐相通的，回收的浸渗剂回流到储存浸渗剂的罐中。
（8）（9）一级清洗、二级清洗
离心甩干完毕后，必须对产品进行清洗，以去除产品表面的浸渗剂。清洗分两次，首先进行一级清洗，清洗掉产品表面的大部分浸渗剂后再进行二次清洗。清洗前必须将清洗罐的进气阀打开，加大水的对流。
（10）热水固化
热水固化是指将渗入产品内部疏松部位的浸渗剂通过热水加温使得其发生固化，从而密封住疏松部位达到浸渗的目的。固化时的水温为90-95℃，固化时间为20min。固化水中必须加入0.3-0.5％的防锈剂（抗氧化剂），并且固化剂浓度必须在每班工作开始前检测一次，确保防锈剂浓度在控制的范围内。
（11）离心甩干
固化完成后，需再进行一次离心甩干，以去除产品表面的水份，甩干的时间是正反转各1min。完成后用吊机将装件框吊起放置到产品周转平台，将产品小心取出，并检查产品外观。
3、浸渗处理密封效果检验
有机真空加压浸渗后能填补产品的孔洞理论大小为0.03-0.5 mm，这个范围内的微孔大小，浸渗后合格率理论上可达到98%。由于实际生产中产品本身的气孔或缩孔孔径难以测量，一般采用气压法判定渗漏程度（试压的压力大小根据产品使用要求而定），并以此法评估是否需要进行第二次浸渗处理。
常规的气压法测漏是把产品装在专用夹具上，密封需检测的部位，然后完全浸入水中，接着产品内腔通入0.4-0.6MPa的压缩空气，保压1.5-3min。若每隔3s出现小气泡视为滴漏，可考虑再次浸渗处理；若气泡连续呈线性称为线漏，可能是产品的内部孔洞超出了有效封堵范围，即使进行第三次浸渗合格率也仅有30%左右，故实用价值不高，产品只能判定不合格品。
4、浸渗失效的原因及采取措施
浸渗失效的常见原因及对应措施见表4
表4 浸渗失效的原因及采取措施
5、结论
随着行业的不断更新发展，耐压铸件的要求也越来越高，任何先进的铸造技术也难以保证100%的合格率。故采用真空加压浸渗技术工艺先进、质量可靠、操作简便，省时节能，是提高压铸件合格率、保证产品性能的一种行之有效的方法。所以，我们应该对浸渗工艺进行更深入的研究，不断完善和推广应用此项技术，创造更大的经济效益。
参考文献
[1]吴春苗.压铸技术手册.广东科技出版社.2007.02.
[2]王玲、赵浩峰.金属基复合材料及其浸渗制备的理论与实践.冶金工业出版社.2005.04.
[3]牟向东.真空浸渗技术应用于轿车油泵壳体制造.现代制造工程.2004.08.
[4]朱俊良.铝合金压铸件浸渗生产实践.汽车技术.2000.5.
论文作者:黄伟著
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/9/10
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