5汽车发动机气缸盖低压铸造工艺研究

《5汽车发动机气缸盖低压铸造工艺研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、汽车发动机气缸盖低压铸造工艺研究东安汽车动力股份有限公司铸造公司朱昱摘要本文综合分析了采用低压铸造工艺生产汽车发动机气缸盖的独特优点，从低压铸造设备、低压铸造模具设计、生产工艺、低压铸造生产中常见的问题及对策等多个角度，对低压铸造工艺的技术动向以及今后的研究课题提出了自己的见解。关键词低压铸造气缸盖模具设计浇注系统排气系统缩松微量元素浇冒口1绪论随着汽车工业的飞速发展和现代汽车制造业轻量化、节能环保要求的不断提高，铝合金铸件在汽车发动机锻铸件中所占比重日益增大，铝合金特种成形工艺获得了较快发展，其中尤以低压铸造工艺的应用得到了迅速的普及应用与推广。与其它传统的铝合金铸造工艺相比，低压铸

2、造工艺有着十分明显的优势。采用设计合理的带有冷却系统的模具可实现铸件的顺序凝固，铸件从底部得到浇注和补缩，因此可以不用冒口，铸件的工艺出品率高（一般在90%以上），由于在压力下充型，铸件组织致密，尺寸精度和表面光洁度很好且可以采用砂芯制造出复杂的缸体、缸盖类铸件。低压铸造工艺在资源匮乏的日本应用十分广泛，近年来随着中国汽车工业的发展和国际间技术合作与交流的增强，我国如广汽本田、东风日产、一汽丰田、重庆长安等厂家纷纷引进低压铸造工艺用于生产气缸盖铸件，产品质量良好，目前均已形成了较大规模。低压铸造是液态金属在干燥的空气压力作用下，沿着升液管由下而上地充填型腔，以形成铸件的一种方法。由于在

3、整个铸造过程中采用的压力较低，所以称之为低压铸造。金属液是在外力作用下结晶凝固，进行补缩，它的充型过程不同于重力铸造及高压高速充型铸造（压铸），具有以下独特的优点：（1）液体金属充型比较平稳，速度易控制；（2）铸件成形性好。在压力下充型，流动性增加，有利于获得轮廓清晰的铸件；（3）铸件组织致密，综合力学性能高。对要求耐压、防漏的铸件其效果更好；（4）工艺出品率高。浇注过程中，压力卸掉后浇口中未凝固的金属液回流到保温炉里再次用于铸造。本文中并不就一般低压铸造原理和技术进行研讨，只是根据几年来东安铸造公司采用低压铸造工艺研制生产气缸盖铸件的经验和体会，参考国外低压铸造设备和生产工艺实践，对

4、低压铸造工艺生产气缸盖的若干技术问题予以讨论2低压铸造设备2.1低压铸造机模具安装结构为了模具水平开模需要，低压铸造机都具有安装在定模板上的四方向水平芯缸，与上模动模板及模具安装板形成六方向开模。由于气缸盖类铸件结构特殊，常常有难以出模的火花塞孔、排气孔等结构，这些部位因厚大致使热节十分集中，生产过程中废品率极高。为解决这一问题，许多厂家采用模具上加装水冷油缸斜抽芯或油缸驱动齿轮齿条抽斜销的形式，这就需要低压铸造机上要备有至少1个液压接口。102.2模具快速定位与装夹由于气缸盖结构和铸造工艺的特殊性，模具重达1t左右，模具必须充分预热、喷涂料、烘烤，模温高达300～350℃，因此热模具

5、快速定位与装夹固定成为一个难题。目前国内外的低压铸造机均配有各种形式的模具装夹小车，定位和装夹一付模具在15min内可以完成。2.3低压铸造机保温炉的形式与密封目前低压铸造机保温炉有炉体密封(采用整体打结炉衬)和坩埚密封两种形式。前者由于采用打结炉衬可防止铝合金增铁，且不必频繁清理、喷刷涂料，优化了生产条件，但炉膛内空间较大，要有相应液面加压补偿装置。采用坩埚密封则要用铸铁或铸钢坩埚，长时间保温容易造成铝合金增铁，且每个班次都要清理和更换坩埚。国外低压保温炉的炉盖、加热器和炉门多采用石墨陶瓷盘根或耐高温陶瓷纤维绳密封，有标准的密封槽，密封良好，可以不开大盖，在专用加料口增补铝水。2.4

6、液面加压控制系统图图2低压铸造机的液面加压控制系统1—程序控制器2—信号放大器3—干燥空气源4—压力表5—压力开关6—电控比例阀7—排气减压阀8—（炉内）排气系统9—手动阀10—保温炉11—模具液面加压控制系统决定着低压铸造机的先进性。在实际生产中，由于保温炉密封不严造成漏气；工厂中供气系统负荷的变化，空气压力的波动；生产进行中液面的下降等，要求该系统应具有压力自动监控和自动补偿功能，消除外界因素的干扰，以达到跟踪合理的加压工艺参数的能力，因此，液面加压控制系统成为降低废品率的关键，是一个最主要的环节。目前国外如日本福助、ISUZU、德国GIMA、KURTZ等先进的低压铸造机液面加压控

7、制系统均有以下先进功能：①能以曲线和图形适时显示各种工艺参数和工艺过程；②10能记录、监视、诊断、检查，还能保证工艺参数的重复再现性；（3）具有压力自动监控和补偿功能，补偿范围为炉内液面波动、炉子气压泄漏和管道气压波动等的影响。（4）加压压力控制采用电空比例阀控制，控制精度≥±0.5KPa，响应时间≤1ms。目前国内低压铸造机的液面加压装置有很多种，但设计的各种加压方案(曲线)只能在控制台上实现，压缩空气被引入保温炉或坩埚内就完全不是预先设计的