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鋁合金壓鑄 粉末冶金 浸滲工藝

壓力鑄特種鑄造及有色合金　2010年第30卷第2期

鋁合金汽車汽缸體局部增壓鑄造技術(shù)研究

費良軍1　吳岳壹2　沈建明1　張　華1

(1.中國兵器科學(xué)研究院寧波分院;2.寧波中兵科技有限公司)

摘　要　以過共晶B390鋁合金汽車汽缸體為對象,研究了擠壓鑄造2局部增壓鑄造過程中的增壓起始時間和增壓壓入量對鑄件組織的影響。結(jié)果表明,通過在汽缸體厚壁熱節(jié)處設(shè)置增壓通道實施局部增壓,采用10s的增壓起始時間和20mm的增壓壓入量,很好地解決厚壁處易產(chǎn)生縮松、縮孔等缺陷的問題。制造的汽缸體經(jīng)T6熱處理后,鑄件抗拉強度、硬度

(HB)和伸長率分別達到305MPa、137和4.8%,隨機抽取的試樣通過了1.38MPa的鹵素氣體檢漏試驗。

關(guān)鍵詞　擠壓鑄造;增壓鑄造;汽缸體;熱處理中圖分類號　TG249.2　　　　文獻標(biāo)志碼　A　文章編號　1001-2249(2010)02-0144-03

DOI:10.3870/tzzz.2010.02.015

　　目前高檔汽車空調(diào)壓縮機用汽缸體為了提高尺寸穩(wěn)定性,減少其與活塞之間的配合間隙,保證壓縮機平穩(wěn)運行,往往選用熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能和高溫性能優(yōu)良的過共晶鋁硅合金制造[1]。但過共晶鋁硅合金凝固過程中伴隨著初生硅的形成,會釋放出大量結(jié)晶潛熱,阻礙合金的補縮,容易在厚大部位形成縮松和縮孔,降低產(chǎn)品氣密性[2]。擠壓鑄造是使液態(tài)金屬在高機械壓力下凝固而獲得鑄件的一種精密成形方法,它具有減少或消除疏松和縮孔,減輕偏析,點[4～7]。熱節(jié)處,題,,。因此采用擠壓鑄造2局部增壓鑄造的工藝是制造汽缸體的最佳途徑[3]。

1.3　試驗過程

先將B390鋁合金在電阻熔鋁爐中熔化,溫度至710～740℃時加入0.5%～0.7%(質(zhì)量分數(shù),下同)的HGJ21A精煉劑處理15min,然后升溫到760～800℃,用1.0%的Cu210P和1.0%的2復(fù)合變質(zhì)劑來后控制溫度等待澆注:先將溫度為的鋁液澆入預(yù)熱至120～300℃的擠壓鑄造模具內(nèi),合上模具,加壓沖頭上行進行壓射充型和擠壓成形;經(jīng)過0～40s后,增壓油缸推動增壓沖頭進行局部增壓鑄造,將增壓通道內(nèi)鋁液補入鑄件厚壁熱節(jié)處,保壓20～40s后提升上模和鑄件至適當(dāng)位置,在脫料頂桿的作用下頂出鑄件,完成一件鑄件的成形過程。擠壓鑄造2局部增壓鑄造的流程見圖1。汽缸體的模具結(jié)構(gòu)示意圖見圖2

。

1　試驗條件及方法

1.1　原材料

試驗所用材料為B390鋁合金,其化學(xué)成分見表1。

表1B390鋁合金主要化學(xué)成分

wB

圖1　擠壓鑄造2

局部增壓鑄造的流程圖

%

Zn

Si16～18

Mg0.50～0.65

Cu4～5

Fe余量

Al

≤0.9≤1.5

1.2　試驗設(shè)備

B390鋁合金在300kg(75kW)電阻熔鋁爐中熔

化,擠壓鑄造在國產(chǎn)5000kN/46kW通用立式油壓機上進行,局部增壓設(shè)備為自制的200kN/7.5kW增壓油站,使用瑞士ARL公司ICP電感耦合等離子光譜儀分析化學(xué)成分,在國產(chǎn)10t微機控制電子萬能材料試驗機上進行力學(xué)性能測試,采用德國徠卡公司MEF4金相顯微鏡分析金相顯微組織。

圖2　汽缸體的模具結(jié)構(gòu)示意圖

1.進料口　2.下�！�3.鋁液　4.上模　5.中心軸　6.油缸　7.增壓

沖頭　8.頂桿　9.增壓系統(tǒng)　10.加壓沖頭　11.料缸

對鑄件進行T6熱處理后取樣進行力學(xué)性能測試和金相組織觀察,并抽樣在1.38MPa時保持壓力5min條件下進行鹵素氣體檢漏試驗。

收稿日期:2009206211;修改稿收到日期:2010201208

第一作者簡介:費良軍,男,1975年出生,碩士研究生,高級工程師,中國兵器科學(xué)研究院寧波分院,浙江省寧波市210信箱(315103),電話:0574-87902206,13566305935,E-mail:feiliangjun@

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