1、一、一、铝合金压铸缸体介绍铝合金压铸缸体介绍下图为 Al-9Si-3Cu 合金压铸缸体，其尺寸为 351mm*334mm*269mm，壁厚为（40.4）mm，毛坯质量为 18.9kg，硬度（HB）为 90-110。采用高磷蠕墨铸铁缸套，硬度（HB）为 220-290，壁厚为 4.4mm，桁磨后壁厚为 2.8mm。缸体结构包含缸筒、水套、高压油道、曲轴箱、主轴承座等。二、二、铝合金熔化设备及工艺铝合金熔化设备及工艺熔化采用 LPG 燃气炉，其具备上料、熔化及保温功能，熔化率为 3.5T/H，保温炉容量为 10t。为节省能源，目前，多采用铝合金液直送工艺，即由铝合金供应商在厂内进行铝合金液的熔化，
2、将合金液直接送至压铸车间保温炉内。合金牌号为 Al-9Si-3Cu，铝合金锭与回炉料配比为 4:6；采用直读光谱仪检测出炉前合金液成分；合金液在熔化炉保温室内进行 720保温，在进行炉内精炼除渣之后，出炉到转运浇包内；在转运浇包内采用氮气（99.99%）旋转除气装置进行除气处理，可净化合金液内部残存气体及残渣；通过含气量检测装置进行除气效果评价，密度指数（1-真空/常压）*100，控制标准为1。三、三、压铸模及浇注系统设计压铸模及浇注系统设计模具采用六面抽芯结构，主要由定模部分、动模部分、成形部分、浇注系统、抽芯机构、顶出机构、排气系统、加热保温装置、定位导向系统等组成。压铸模材质为 3Cr2
3、W8V 和 H13 钢，抽芯棒可采用钛合金或高温合金，热处理后其硬度（HRC）达到 45 以上，通过表面氮化处理后，压铸模具的寿命可达 10 万次以上。通常缸体压铸件的浇注系统有两种形式：单侧浇注系统和双侧浇注系统单侧浇注系统和双侧浇注系统。单侧浇注系统一般用于小型缸体，双侧浇注系统一般用于大型缸体。通过充填和凝固模拟的模流分析软件，可使浇注工艺布置得到优化。四、四、压铸机及压铸工艺压铸机及压铸工艺为获得高品质压铸件为获得高品质压铸件，温度温度、速度速度、压力压力、时间等关键工艺参数必须满足时间等关键工艺参数必须满足压铸生产的需要。压铸生产的需要。1.温度控制温度控制浇注温度控制在 640-6
4、80。浇注温度过高，则收缩大，铸件容易产生裂纹、晶粒粗大、粘模；浇注温度过低，易产生冷隔、表面花纹和浇不足等缺陷。浇注期间，应确保保温炉内的铝合金液表面氧化层的及时清理，否则，将可能导致氧化夹杂缺陷。压铸模在使用前要预热到一定温度。在连续生产中，压铸模温度往往升高，温度过高除使液态金属产生粘模外，也导致铸件冷却缓慢，使晶粒粗大、顶出变形等。铝合金缸体模具加热使用 6 台模温加热器，所有的型芯、镶块等均采用冷却水，使模具工作温度控制在 180-200范围内。2.速度和压力控制速度和压力控制缸体压铸件品质对压射工艺参数的变化非常敏感。速度过高容易造成铸件中的气体增加；过低则容易造成充填不良。压射压
5、力过低，铸件中气孔、缩孔等缺陷增加；压力过高，飞边及毛刺等缺陷增加，对模具损害也大。采取合适的压射速度（压射比压），确定合理的速度转换位置，在凝固之前对铸件实现快速增压（增压比压）。因缸体尺寸大、结构复杂、壁厚差异大，采用 28000kN 压铸机，设置慢压射速度为 0.2m/s 左右，慢压射行程为 400mm，快压射速度为 5.5m/s 左右，最终压力保持在 45MPa 左右。3.时间控制时间控制充填时间长短取决于铸件体积的大小和复杂程度，充填时间与内浇口的截面积有密切关系，并与冲头压射速度直接关联。充填时间最终体现为 2 级压射速度，即快压射速度控制在 4-5m/s。合金液充填型腔完毕，将进
6、入凝固成形阶段，此时应立即进行增压，使合金液在高压下凝固结晶，大吨位压铸机建压时间控制在 30ms 以内，小型压铸机可达到 10ms。持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。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大，不仅出模困难，同时容易引起铸件开裂，一般取 30s。4.压铸自动化生产单元的实现压铸自动化生产单元的实现压铸机配备有浇注机械手、喷涂机器人、取件机器人、切边机等周边附属装置，可实现全自动生产，单件节拍为 110s。合金液保温合金液保温通过转运浇包将成分、含气量合格的合金液转至压铸机前保温炉内进行保温，温度控制在 640-680。铸铁缸套嵌入铸铁缸套嵌入在缸套嵌压前，缸套需要预热至 90，避免铝合金收缩应力导致的开裂。浇注系统清理浇注系统清理采用自动液压切边机及切边模，切除浇注系统、排溢系统及缸孔内飞边。5.热处理热处理缸体铸造残余应力包括热应力、相变应力及收缩应力。残留应力降低了铸件的力学性能，影响铸件的加工精度。通过 24h 自然时效后 T5 处理，可以达到消除残余应力的目的。下图为 T5 处理曲线。T5 处理将导致铸件硬度
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