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缸体压铸模具主要由动型和定型两个大部分组成。定型固定在压铸机的定型座板上，由浇道将压铸机压室与型腔连通。动型随压铸机的动型座板移动，完成开合型动作。压铸高速发动机缸体压铸铝件的模具采用六面抽芯的结构，主要由定模、动模、成型、浇注系统、抽芯机构、顶出机构、排气系统、加热保温装置和定位导向系统等几部分组成。压铸模具材料选用3Cr2W8V或H13，抽芯棒可采用钛合金或高温合金，热处理后其硬度可以达到45HRC以上，表面通过氮化处理后，压铸模具的寿命可达到10万次以上。现将该高速发动机缸体压铸过程中暴露的质量问题和相对应的解决措施介绍如下。(1)缸体压铸模具起模斜度设计不合理，会导致抽芯时气道、油道等深孔发生脱模困难，以及孔口出现裂纹等现象；对部分深孔用的插销采用钛合金材料，同时加大起模斜度可有效地解决此类问题。
(2)在缸套镶嵌压铸时，由于采用冷铁材料，压铸过程中出现冷作硬化等导致缸套开裂，另外由于芯模定位精度及缸套制造精度的问题，开模时也导致部分缸套发生开裂现象。通过更换缸套材料，以及提高缸套等制造精度与缸套芯轴定位精度可有效地解决缸套的开裂问题。
(3)缸体压铸时，ADC12的原材料配比不合理，同时缸体铝压铸件薄壁与孔位工艺设计不合理，会导致压铸过程中出现冷脆、缸壁裂纹等现象；另外由于压铸机的吨位选择及铝合金熔炼时的工艺过程不合理，会导致压铸后的缸体材料弹性模量偏低、伸长率不能满足设计要求等，如弹性模量只有60GPa，抗拉强度只有240MPa，伸长率几乎为0。经过多次试验，对原材料的配比以及熔炼时的合理控制，有效解决了缸体压铸过程中开裂与力学性能不合格等问题，实现了抗拉强度>280MPa、伸长率>2%、弹性模量>65GPa的要求。
(4)缸体结构工艺设计时消除侧凹、深腔；壁厚应均匀一致性好，过薄容易发生填充不良，过厚容易产生气孔缩松；同时消除尖角。依据该发动机的铸件表面积，压铸的壁厚最小应≥3mMn对于<3mm的部分采用加大壁厚的策略，配合部分最终通过机械加工来完成。
(5)该铝合金缸体依据压铸厚度，其压射比压应≥50MPa，填充速度为25~30m/s。建压时间控制在30ms以内，如果时间过长，合金液无法在压力下凝固，易造成气孔、缩松。持压时间按照每1mm壁厚需3、计算，其持压时间应>10s；持压时间过短容易产生气孔、缩松，持压时间过长则铸件温度低，收缩大，抽芯和顶出铸件时的阻力也大，不仅出模困难，同时容易引起铸件开裂。
(6)对于压铸铝合金缸体来说，该铝合金压铸液的温度控制在640~680℃是合理的，压铸模具的温度预热要控制在150~180℃，工作温度控制在180~200℃。合金液温度过高容易导致收缩大，产生裂纹，铸件晶粒粗大，造成粘型；温度过低容易产生冷隔、表面流纹和浇不足等缺陷。铸铝件模具预热一方面可以有效地保护冷模具承受高温的热冲击作用；另一方面可以防止金属液的急剧冷却对铸件成形的不利影响。预热可以通过电加热、油加热或火焰加热等方式来实现。工作时的温度可以通过工作的频次，以及水、油、空气等方式的冷却装置来实现。
(7)模具开模时缸体铸件应留在动模内，便于取出缸体铸件；铸件的最大截面应放在分型面上；浇注系统和排气系统布置要合理。铝合金压铸件由于成形时合金液填充的速度和压力非常高，型腔内的气体来不及排除而侵入铸件形成气孔，压铸件的气孔很难避免，因此压铸一般不进行热处理，最多也是采用自然时效的方式，保持应力均匀。为进一步提高铸件的质量，可以通过表面喷丸处理来实现。
(8)缸体铝铸件的质量控制主要是控制其气孔、缩松、冷隔、裂纹和夹渣等缺陷。除严格控制合金液的质量，避免潮湿、带有油污的炉料外，合金液出炉时可采用氯气、氯化物或氢气进行喷-炼剂等方法进行除气、除渣。在填充过程中要合理设计浇注、溢流和排气系统，同时优化工艺参数，选择适当的慢压射行程及快压射速度，合理控制温度、速度、压力和时间等多个方面的因素，以提高压铸的质量和一致稳定性。
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发布时间:2021-11-21 03:59 点击:77