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【技术干货】汽车用铝合金压铸件的慢压射工艺参数研究

2020-06-04 03:55   编辑:admin   人气: 次   评论(

摘要:采用光学显微镜、X 射线探伤、模流分析等手段,结合正交试验和力学性能检测,研究慢压射工艺对 YZAlSi9Cu3 发动机气缸体压铸件组织和力学性能的影响。结果表明,发动机气缸体加工面气孔主要由慢压射工艺设计不合理导致,慢压射速度大于0.4m /s时,铸件卷气量较大, Al 液包裹冲头油燃烧产生胶状物较多,铸件综合性能下降;慢压射速度设为 0.2m / s 时,铸件组织致密,含渣量较少,气孔率低,力学性能较好。

关键词:气缸体;慢压射;正交试验;卷气;力学性能

铝合金压铸过程中,由于产品结构、铸造条件和压铸工艺等原因,造成铸件出现各种内部缺陷。理论和实际经验表明,高速及切换点、浇注温度、铸造压力、模具温度等参数是引起压铸件缺陷的重要因素。其中,脱模剂喷涂、料筒尺寸、低速速度等因素也是引起铸件气孔的重要原因。但是,有关该方面的研究报道很少 [1~11 ] 。

本课题以某汽车气缸体为研究对象,利用正交试验探寻表面气孔的主要因素,并设计力学试棒,结合光学显微镜、 X 射线探伤、模拟软件,分析铸件的组织、力学性能和表面品质,探究不同的慢压射工艺对铸件综合性能的影响。

一、铝合金缸体结构及成分分析

某汽车发动机缸体铸件毛坯质量为9.2kg ,采用布勒28000kN 冷 室 压铸机压铸,铸 件 材 质 为 YZAl -Si9Cu3铝合金,成分见表1 。对重点部位加工检查发现,缸体的下安装表面出现零星气孔,在螺纹孔附近偶尔有缩孔。分析表明,气孔主要由压铸过程的卷气导致,而缩孔主要由 Al液凝固收缩不均引起。而卷气又产生于慢压射和快压射两个阶段,快压射阶段卷气受铸

件结构、模具设计、内浇口速度等因素的约束,调整难度较大。因此,本课题从慢压射工艺出发,探索慢压射工艺参数对压铸件综合性能尤其是气孔缺陷的影响。

二、 铝合金压铸件工艺参数设计

2.1正交试验设计

根据汽缸体压铸件的结构特点,主要研究快压射速度、高低速切换位置和慢压射速度对铸件表面气孔和力学性能的影响。设计了3因素3水平正交试验,见表2 。

同时,为了研究工艺参数对铸件组织的影响并结合实际的气孔、缩孔判定标准,检查项目为气孔率和抗拉强度。其中,气孔率按照单位面积气孔数与气孔大小综合判定;抗拉强度采用拉伸试样进行试验,试样见图 1 。

2.2 慢压射工艺参数设计

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