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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(fèi)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(duì)象,研究了擠壓鑄造2局部增壓鑄造過程中的增壓起始時(shí)間和增壓壓入量對(duì)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(shí)施局部增壓,采用10s的增壓起始時(shí)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(qiáng)度、硬度

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

關(guān)鍵詞　擠壓鑄造;增壓鑄造;汽缸體;熱處理中圖分類號(hào)　TG249.2　　　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼　A　文章編號(hào)　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(jī)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(jī)平穩(wěn)運(yùn)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(huì)釋放出大量結(jié)晶潛熱,阻礙合金的補(bǔ)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(jī)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(diǎn)[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(yàn)過程

先將B390鋁合金在電阻熔鋁爐中熔化,溫度至710～740℃時(shí)加入0.5%～0.7%(質(zhì)量分?jǐn)?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(jìn)行壓射充型和擠壓成形;經(jīng)過0～40s后,增壓油缸推動(dòng)增壓沖頭進(jìn)行局部增壓鑄造,將增壓通道內(nèi)鋁液補(bǔ)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(yàn)條件及方法

1.1　原材料

試驗(yàn)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(yàn)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(jī)上進(jìn)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(jī)控制電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)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(jìn)料口　2.下模　3.鋁液　4.上�！�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(duì)鑄件進(jìn)行T6熱處理后取樣進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試和金相組織觀察,并抽樣在1.38MPa時(shí)保持壓力5min條件下進(jìn)行鹵素氣體檢漏試驗(yàn)。

收稿日期:2009206211;修改稿收到日期:2010201208

第一作者簡(jiǎn)介:費(fèi)良軍,男,1975年出生,碩士研究生,高級(jí)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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