车发动机铝合金缸体和缸盖的铸造技术
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汽车铝合金缸体缸盖铸造工艺研究现状摘要:对铝合金零件的使用,减轻汽车的重量是节能减排的重要措施之一。
缸体缸盖作为汽车中最重要的部件,其结构比较复杂,对于高缸体缸盖的制造水平的提高是非常重要的研究方向。
在本文将就缸体缸盖主要铸造方法进行简单的介绍并对铸造工艺的未来发展进行了展望。
关键词:铝合金;铸造工艺;研究现状一、引言1.铝合金代替钢铁材料的必要性就相关数据表明,耗油量与汽车的质量成正相关,一般情况下,汽车质量每降低一个百分点,其耗油量相应的降低0.6到一个百分点。
为了缓解能源紧张的局势,以及人们的环境保护意识的加强,节能减排是保护环境最有效的手段之一。
而汽车重量的减轻非常好的契合了节能减排这一目的。
对铝合金零件的使用可以有效的减轻汽车自重。
因此铝合金的应用是汽车零部件行业的未来发展趋势。
在一辆汽车中,最重要的部件就是发动机的缸体以及缸盖,而且也是汽车部件中重量比重占得最大的。
因此对铝合金的应用可以有效减少汽车的重量。
铝合金材料几乎应用在了所有轿车缸体缸盖部分。
2.简述铝合金缺陷发动机的缸体缸盖作为汽车中最重要的部件,其结构比较复杂,其特点主要有几何形状复杂以及对加工尺寸的加工精度要求高,工作强度高,而工作条件十分恶劣等特征。
所以,在生产中,铝合金缸体缸盖铸件的合格率一般很低。
因此,在本文中将就缸体缸盖的制造的只要工艺以及其优缺点进行简要的介绍。
二、缸体缸盖主要铸造方法1.金属型铸造工艺金属型铸造工艺是比较传统的对铝合金缸体缸盖进行铸造的工艺,其主要优点是铸件冷却时间短、零件组织细密、力学性能较高等优点;其主要缺点是由于金属性铸造工艺不透气且无退让性,铸造的部件容易产生气孔、裂纹以及浇不足等缺陷。
但其总体质量还是明显比砂型铸造质量高。
金属型铸造工艺由于其工艺的特殊性,制造成本相对较高,并且生产周期长,对于单件或小批量生产的零部件一般不采用此种铸造方法。
外型上采用金属型铸造工艺,而内腔采用砂芯,这两种工艺相结合使得对缸体缸盖的金属铸造工艺变得相对简单,并且灵活。
汽车缸体铸造工艺一、缸体材料车用发动机缸体缸盖的材质主要有灰铸铁,铝合金,蠕墨铸铁等。
传统的发动机无论是缸体还是缸盖都是采用铸铁的,但是铸铁有着许多先天的不足,例如重量大、散热性差、摩擦系数高等等。
所以,许多发动机厂商都在寻找更适合的材料制造发动机的构成部件,比如密度小的铝。
铝的比重轻,单位体积的铝结构强度要小于铸铁,所以铝缸体通常体积反而大些。
但铝容易和燃烧时产生的水发生化学作用,耐腐蚀性不及铸铁缸体,尤其对温度压强都更高的增压引擎更是如此。
铸铁缸体和铝缸体各有其优缺点,所以所以高增压的引擎很多都采用铸铁缸体,小型车的缸体则更多向铝缸体发展。
金属中的元素组成会对金属材料的性能产生较大的影响,就钢铁而言,钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
不同的缸体元素配比也是有差别的。
合肥江淮铸造有限责任公司缸体化学成分要求化学成分(%)C Si Mn P S Cr Cu Ti Sn Pb下限 3.25 1.95 0.60 0.00 0.06 0.25 0.30 0.00 0.06 0.00 0上限 3.40 2.10 0.90 0.06 0.10 0.35 0.50 0.03 0.09 0.00 4二、原材料熔炼熔炼设备选用:中频感应保温电炉:生产效率10t/h,外水冷长炉龄大排距冲天炉:生产效率7t/h。
1、原材料原材料一般为回炉料,废钢和生铁。
回炉料是厂家的常备材料,在使用时必须注意其本身的干净程度。
回炉料的加入量必须严格按一定比例,否则会导致铁水的Si、S含量不易控制。
江淮生产的缸体铸件回炉料使用量一般不超过20%。
在江淮的缸体生产中,废钢的使用量超过50%。
这是由于生铁本身含有粗大石墨,而石墨熔点较高,在2000℃以上,在熔炼中不能熔尽,使得结晶过程中石墨变得粗大。
论汽车铝合金缸体缸盖铸造工艺研究现状作者:孙洪强来源:《时代汽车》 2018年第6期本文就从铝合金缸体缸盖铸造层面出发,列举了当前主要的铸造方式,有金属型铸造工艺、压力铸造方式、中压铸造方式、低压铸造方式、消失模铸造方式、冷芯盒砂芯造型铸造方式等七种。
并分别对其优点以及不足进行分析,探讨其方式最适用的情况和状态,并分析其相应铸造方式所铸造出铸件的各自特点,并对其所需要的生产成本进行说明,以此使得汽车行业能够根据自身的实际特点,与其生产的汽车特色,来选择最适合自身的铸造方式,并对其不断的进行完善和改进,使得汽车零件铸造工艺能够不断的发展。
1铝合金缸体缸盖随着时代科技的不断发展,汽车已经逐渐成为人们出行的必要工具,因为共强大的便利性和功能,深受广大群众的喜欢。
一辆汽车是由各式各样的零部件所构成的。
这些零部件慢慢的拼装出庞大的汽车系统,才实现了汽车飞快的速度以及其他强大的功能。
因此,汽车工业可以在一定程度上带动很多其他行业的发展,正像:缸体缸盖铸造工艺。
发动机作为一辆汽车最为核心的部分,其缸体与缸盖是核心中的核心,是汽车众多有色零件中原辅材料消耗较大,工艺技术含量较高的零件之一,共重量达到汽车有色零部件的首位。
当前,汽车的轻量化已经是现下以及未来的发展方向。
汽车轻量化主要足在确保机车安全和性能的前提下,通过轻量化材料把汽车的重量整体变轻以此可以减少油量的损耗,做到节能减排的效果,达到保护环境的目的。
汽车轻量化极其符合当前的环保需要,因此汽车轻量化逐渐成为了最有效以及便利的保护环境的方式之一。
共为了达到减少汽车重量的目的,可以使用轻合金材料,如铝合金材料,因其轻便,以及美观,在汽车零部件的生产中非常常见。
目前汽车轻量化的重要实现方式就是发动机使用铸造铝合金缸体缸盖。
研究汽车发动机的缸体缸盖铸造工艺,其不仅仅可以达到汽车轻量化的目的,还需要设计好内部结构以及选择合理的生产工艺。
就共是汽车发动机最重要的零件之一而言,在其生产和后续加工过程中需要严格按要求控制好其尺寸精度。
压铸铝合金缸体生产工艺简介摘要: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。
汽车铝合金下缸体压铸技术要点分析及缺陷应对近年来,节能减排已经成为了时代风潮,汽车轻量化也是大势所趋,在这两大背景之下,铝合金材料在汽车中的运用越发广泛,借助压铸成型的汽车零部件越来越多。
作为轿车的核心部件,发动机缸体大多采用铝合金和铸铁为材料,其中压铸铝合金缸体得到了越来越多的认可,日韩和欧美的汽车公司大多都运用压铸铝合金缸体。
在缸体生产领域,普通砂型铸铁缸体具有工艺简单、成本低、刚性和耐热性好的优点,但也有一个缺点,那就是重量过大。
如将缸体下方的曲轴和上方的缸套一分为二,下面使用铝合金而上面使用铸铁,就可一举两得,既减轻了缸体质量,又可保持铸铁缸体的优点。
下缸体,就是指经过这样一分为二之后发动机下部的曲轴部分。
由于下缸体是厚壁零件,且壁厚差别大,因此压铸成型的难度非常大。
我们借鉴国内外相关经验,针对一型1.5T发动机设计开发了一套下缸体压铸技术,试验非常成功。
1铝合金下缸体压铸难点该铝合金下缸体铸件质量为8.4kg,轮廓尺寸为382mm×258mm×67mm,压铸质量为11.1kg,材质为A380,平均壁厚为7.2mm。
由于下缸体与曲轴相连接,因此在底部还需要放置铸铁嵌件。
下缸体铸件压铸工艺复杂,其难点主要有如下几点:第一,铸件需要置入5件铸铁镶嵌件,铸铁镶嵌件要完美地镶嵌在铝合金铸件之上,不能发生分离的现象。
第二,下缸体铸件壁厚最薄处薄至2mm,最厚处厚达24mm,分布严重不均。
第三,由于镶嵌件两侧壁厚差别大,给铝合金液的流动充型带来了非常大的难度,同时也考验着其补缩能力。
第四,铝合金铸件容易发生气孔、缩孔、裂纹、缩松等缺陷,质量控制较难。
2铝合金下缸体压铸技术要点根据试验分析,我们认为下缸体的压铸生产技术要点主要有如下几点:第一,科学设计缸体压铸件的浇注系统,下缸体中间放置镶件位置为薄壁,上下部分为厚大部位,因此我们选择单侧浇注,这样一来,铝液可由底侧进料,流经中部镶件后抵达顶部。
汽车发动机铝合金缸体压铸工艺改进及品质提升陈琳摘要:汽车发动机作为汽车中的重要组成部分,它的性能直接影响汽车的安全性与可靠性。
传统的铝合金缸体压铸容易因为技术问题导致发动机出现漏油等问题,对缸体压铸工艺进行改进是解决此缺陷的有效途径,因此,本文就发动机缸体压铸工艺中问题发生的成因进行探讨,并在原技术的基础上进行改造。
使改造后的工艺取得显著成效。
关键词:汽车发动机;缸体压铸工艺;品质改进;一、缸体压铸工艺的优点及缺点1、效率高压铸工艺在汽车制造业的应用十分广泛,它是一种可以将原材料迅速压铸成型的工艺,尤其是其自动化、智能化的技术大大提高了机械制造的生产效率,节约了人力成本,产品的制造周期明显缩短,传统技术中需要耗费一周的产品制造,缸体压铸主需要一两天就可以完成。
2、精度高。
缸体压铸的精度进一步提升。
3、铸件的韧性和表面硬度较高。
4、减低材料成本。
一般每台设备每年可生产7万件左右。
5、占用较少的土地面积。
6、工艺流程简化。
传统的铸造工艺流程复杂,需要经过很多加工环节,费时费力。
而压铸工艺相比传统技术,不需要繁琐的加工程序,加工后也很少出现飞边毛刺等外观问题。
将模具加工完取出进行浇注,接着进行检查、加工就可以。
7、压铸也存在一定的缺点(1)铸造缺陷较多。
压铸在浇注的过程中由于需要快速将金属液体倒入型腔,在浇注时会将气体带入到型腔中,容易在产品表面留下气孔等缺陷。
另外,如果在填充过程中液体中掺有氧化后的杂质,并且没有及时排出就会留在铸件内部,影响美观。
(2)压铸首次投资成本高。
压铸需达到一定数量才能使投资成本不亏损。
二、发动机缸体油路渗漏原因分析对渗漏无法使用的发动机缸体进行拆分和外观检查,发现发动机缸体油路孔与螺纹孔之间密封不严,这是造成发动机油路漏油的主要原因,该压铸缺陷表现为形状不均匀的洞孔,且钢体内壁不光滑。
按照内壁洞孔呈现形式及发动机缸体漏油地方进行分析,发现发动机缸体漏油部位厚薄相差过大,造成缸体漏油部位铝液在此凝固,这造成此类气孔缺陷的主要原因,而此处的洞孔缺陷多是收缩气孔,一般的办法是解决不了的。