汽车发动机气缸盖低压铸造工艺研究
东安汽车动力股份有限公司铸造公司朱昱
摘要本文综合分析了采用低压铸造工艺生产汽车发动机气缸盖的独特优点,从低压铸造设备、低压铸造模具设计、生产工艺、低压铸造生产中常见的问题及对策等多个角度,对低压铸造工艺的技术动向以及今后的研究课题提出了自己的见解。关键词低压铸造气缸盖模具设计浇注系统排气系统缩松微量元素浇冒口
1绪论
随着汽车工业的飞速发展和现代汽车制造业轻量化、节能环保要求的不断提高,铝合金铸件在汽车发动机锻铸件中所占比重日益增大,铝合金特种成形工艺获得了较快发展,其中尤以低压铸造工艺的应用得到了迅速的普及应用与推广。与其它传统的铝合金铸造工艺相比,低压铸造工艺有着十分明显的优势。采用设计合理的带有冷却系统的模具可实现铸件的顺序凝固,铸件从底部得到浇注和补缩,因此可以不用冒口,铸件的工艺出品率高(一般在90以上),由于在压力下充型,铸件组织致密,尺寸精度和表面光洁度很好且可以采用砂芯制造出复杂的缸体、缸盖类铸件。低压铸造工艺在资源匮乏的日本应用十分广泛,近年来随着中国汽车工业的发展和国际间技术合作与交流的增强,我国如广汽本田、东风日产、一汽丰田、重庆长安等厂家纷纷引进低压铸造工艺用于生产气缸盖铸件,产品质量良好,目前均已形成了较大规模。
低压铸造是液态金属在干燥的空气压力作用下,沿着升液管由下而上地充填型腔,以形成铸件的一种方法。由于在整个铸造过程中采用的压力较低,所以称之为低压铸造。金属液是在外力作用下结晶凝固,进行补缩,它的充型过程不同于重力铸造及高压高速充型铸造(压铸),具有以下独特的优点:
(1)液体金属充型比较平稳,速度易控制;(2)铸件成形性好。在压力下充型,流动性增加,有利于获得轮廓清晰的铸件;(3)铸件组织致密,综合力学性能高。对要求耐压、防漏的铸件其效果更好;(4)工艺出品率高。浇注过程中,压力卸掉后浇口中未凝固的金属液回流到保温炉里再次用于铸造。本文中并不就一般低压铸造原理和技术进行研讨,只是根据几年来东安铸造公司采用低压铸造工艺研制生产气缸盖铸件的经验和体会,参考国外低压铸造设备和生产工艺实践,对低压铸造工艺生产气缸盖的若干技术问题予以讨论
2低压铸造设备
低压铸造机模具安装结构
为了模具水平开模需要,低压铸造机都具有安装在定模板上的四方向水平芯缸,与上模动模板及模具安装板形成六方向开模。由于气缸盖类铸件r