汽车铝合金缸盖铸件缺陷分析及控制

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车铝合金缸盖铸件缺陷分析及控制刘永刚，蔚明权(一汽铸造有限公司有色铸造分公司，吉林长春130062)摘要：对铝合金缸盖的针孔和气密漏缺陷进行了分析。铝液吸氢是产生针孔的主要原因，可以通过对铝液进行精炼除气，并合理选择浇注参数和严格控制浇注过程来抑制针孔缺陷；发动机缸盖气密漏是由水套砂芯发气量过大造成的，提出了降低砂芯自身发气量和加强浇注模具排气能力的控制措施。关键词：铝合金缸盖；针孔；气密性；铸造工艺中图分类号：TG245文献标识码：A文章编号：1673-3320(2013)04-0006-05Def

2、ectsAnalysisandControlofAutomotiveAluminumAlloyCylinderHeadCastingsLiuYonggang，YuMingquan(Non—FerrousFound~，FAWFound~Co．，Ltd．，Changchun130062，Jilin，China)Abstract：Thepinholeandairleakofaluminumalloycylinderheadwereanalyzed．Themainreasonforpinholeswasthemoltenaluminumabsor

3、binghydrogen，whichcanbecon~olledbydegassingandchoosingcastingparametersreasonability．Theairleakresultedfromthemoregasevolutionofwaterjacketsandcore，anditcanbecontrolledbyreducingthegasvolatilizationofwateracketsandcoreandincreasingtheexhaustabilityofcastingmould．Keywords：

4、aluminumalloycylinderhead；pinhole；airtightness；castingprocess轿车铸件目前正朝着轻量化、精确化、强我厂从上世纪80年代开始生产铝合金缸盖韧化和复合化方向发展。研究表明，汽车质量等发动机用铸件。在近20年的生产中积累了大量每减重1O0kg，油耗可降低0．007L／km[1]。在英的经验。本文对铝合金缸盖常见铸造缺陷产生的国，1989年汽车单车用铝量为47kg，1992年为原因进行了分析，并提出了具体的防止和控制措50～60kg，2000年已达到115kg[2]；美国、日本施。等也有

5、相同的趋势。而在我国，“九五”计划的1铝合金缸盖针孑L轿车单车用铝量为30kg，轻型车为60kg[3]，差距是明显的。因此，加大铝合金铸件的应用是轿车针孔是铝合金铸件常见缺陷。它不但降低铸工业的重要发展趋势。目前国内外几乎大部分轿件的力学性能、致密性、抗腐蚀性能、抗裂纹扩车的缸盖已经采用高强度铝合金生产，铝合金缸展性能，同时还影响铸件外观质量。盖正在迅速取代铸铁缸盖[4]。1992年美国大约29％1．1铝合金针孔产生原因的小汽车和轻型汽车采用铝合金缸盖，到1998年氢是导致铝合金产生针孔的主要根源。空气提高到88％，而欧洲1998年提高到

6、910／0【。铝合中只含氢O．01％(体积分数)，在铝合金的熔化过金缸盖制约着引进车型的产量及质量。由于铝合程中，金属周围空气介质的含氢量不大。因此许金缸盖结构和工艺都很复杂，而且质量要求非常多研究者认为，吸氢的主体是空气中的水分。在高，因此，国内铝合金缸盖铸件的废品率很高。高于400℃时，铝和空气中的水蒸气接触后产生收稿日期：2012—12—04作者简介：刘永刚(1974-)，男，高级工程师，主要从事汽车铝合金铸件铸造工艺开发及质量改进工作6lz。13年第4期学兔兔www.xuetutu.com下列反应：炼工艺可以获得比较洁净的铝合金熔

7、体，为防止3H20+2Al=A1203+6[H]缸盖针孔的产生提供必要的保证。3H2O+2AI=A12O3+2H2旋转除气精炼工艺有几点值得注意。首先生成一部分氢原子和一部分氢分子。前者为铝液除气棒在使用前必须经充分烘烤，否则会对铝吸收，后者进入空气。通过热力学计算可以得液造成污染。另外应选择适用的气体。由于氮出，在A1．HO—H：体系内，即使水蒸气分压很小，气价格低廉，通氮精炼是最早采用的方法。但平衡氢分压也可达到很高值，足以加速氢原子在它存在明显的不足：①为避免生成大量氮化物铝液中的扩散。假设727℃时大气中水蒸气分压夹杂(如A1N、

8、MgN：等)，精炼温度要求过低为1333．221Pa，那么，在铝液一气体界面上的氢(710～720℃)『8]，从而限制了氢向气泡的扩散能分压可达到8．9×109MPa，每l00g铝液中含氢量力