轻量化压铸铝合金缸体成型工艺制造技术

本发明专利技术公开了轻量化压铸铝合金缸体成型工艺，所述铝合金按照重量份比例如下：Si:8.0～11.0，Cu:2.0～4.0，Mn:

【技术实现步骤摘要】
轻量化压铸铝合金缸体成型工艺
本专利技术属于铸造
，尤其是涉及到轻量化压铸铝合金缸体成型工艺。
技术介绍
江淮汽车1.5L铝合金缸体是自然吸气式轻量化系列发动机主要部件，功率达到了88KW，扭矩为150N.m，机体抗变形能力强，符合用户使用要求。压铸铝合金缸体的长宽高：385×390×285，重20.5Kg，质量轻，材质为AlSi9Cu3，属于典型的轻量化压铸汽车用件，机体复杂的结构使该机体在研发试制过程中对于其内外部质量控制难度大大增加。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术存在的不足，提出一种轻量化压铸铝合金缸体成型工艺。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案如下：轻量化压铸铝合金缸体成型工艺，所述铝合金按照重量份比例如下：Si:8.0～11.0，Cu:2.0～4.0，Mn:<0.55，Mg:0.05～0.55，Zn:≤1.2，Ni:≤0.55，Fe:≤1.3，Cr:<0.15，Sn:<0.25，Pb:≤0.35，Ti:≤0.25；余量：Al。作为上述技术方案的改进，所述铝合金按照重量份比例如下：Si:9，Cu:3，Mn:<0.55，Mg:0.3，Zn:≤1.2，Ni:≤0.55，Fe:≤1.3，Cr:<0.15，Sn:<0.25，Pb:≤0.35，Ti:≤0.25；余量：Al。作为上述技术方案的改进，采用“铝液除气工艺”，采用自动化除气设备，在0.3-0.5MPa的氩气压力下保持7min，保证熔炼过程中铝液混入的氢气被氩气带出合金液，从而获得纯净的备压铝液；所述除气机工作真空度：0.008MPa～0.01MPa，除气时间：5min～10min。作为上述技术方案的改进，采用“压铸成型工艺”：浇注系统按“同时填充”原则设计，有效减小铝液填充行程，这样铝液在充型时较平稳，减少乱流或卷入气体；浇注系统采用合理的内浇口压铸速度，浇注系统截面速度35～40m/s；压铸机系统压力≥160bar，铸造压力为≥900bar。作为上述技术方案的改进，采用“模腔抽真空”工艺：采用海旺真空机对模具型腔自动抽真空，当真空机接收到压铸机信号时开启节流阀，连通真空设备和型腔，当铝液填满型腔后真空机节流阀自动关闭，真空度为：0.008MPa～0.01MPa，作为上述技术方案的改进，采用“成型后冷却降温”工艺：为适应机械手自动操作，增加两个水冷槽，水温控制在50℃±10℃，对产品进行降温。作为上述技术方案的改进，所述铝合金缸体指标如下：单铸试棒抗拉强度≥170MPa；硬度≥HB80；泄露率为水道试漏≤6ml/min，油道试漏≤4ml/min，试验压力为1.5bar，延伸率A5≥1.0%，铸件加工后进行气密性试验。本专利技术与现有技术相比较，本专利技术的实施效果如下：本专利技术所述铝合金缸体是一款具有良好综合性能的产品，广泛应用在江淮乘用车如瑞风S3、S2、R3等车型上，是我公司的核心产品。作为公司的全新产品，我们结合铝合金缸体结构特点，选择适合的工艺路线和工装设备，试制流程通畅、产品质量稳定。该项目2017年3月正常批量生产，截止2018年6月30日的数据（2016.1.1-2018.6.30），压铸铝合金缸体质量稳定，产品通过相关理化实验和成分分析检测，均满足设计要求，为我公司新增销售额：2256万元；新增利润：68万元。附图说明图1为本专利技术所述铝合金缸体成型工艺流程图；图2为本专利技术所述铝合金缸体理化检验报告数据；图3为本专利技术所述铝合金缸体材料成分检测报告。具体实施方式下面将结合具体的实施例来说明本专利技术的内容。如图1所示，为本专利技术所述铝合金缸体成型工艺流程图。发动机缸体是汽车的“心脏”，壁厚差别大，且在工作中受到热冲击和热疲劳的作用，因而既要求具有良好的铸造性能，又要求具有良好的力学性能。铝合金活性高，易氧化，因此，铝合金的熔炼过程要求严格，中央熔炉分为熔化区和保温区，铝材熔化后需要在保温炉保温半小时以上，待成分及温度稳定后方可出铝液。铝液成分稳定的关键在于回炉料的配比，为保持较好的经济性和铝液成分的稳定性，回炉料与铝锭配比大于1:1时能够保证铝液成分变化较小，成型后力学性能基本不变。本专利技术所述的铝合金按照重量份比例如下：Si:8.0～11.0，Cu:2.0～4.0，Mn:<0.55，Mg:0.05～0.55，Zn:≤1.2，Ni:≤0.55，Fe:≤1.3，Cr:<0.15，Sn:<0.25，Pb:≤0.35，Ti:≤0.25；余量：Al。优选地，上述成分比例中，Si:9，且Cu:3。【实施例一】铝合金按照重量份比例如下：Si:8.0，Cu:2.0，Mn:<0.55，Mg:0.05，Zn:≤1.2，Ni:≤0.55，Fe:≤1.3，Cr:<0.15，Sn:<0.25，Pb:≤0.35，Ti:≤0.25；余量：Al。【实施例二】铝合金按照重量份比例如下：Si:11.0，Cu:24.0，Mn:<0.55，Mg:0.55，Zn:≤1.2，Ni:≤0.55，Fe:≤1.3，Cr:<0.15，Sn:<0.25，Pb:≤0.35，Ti:≤0.25；余量：Al。【实施例三】铝合金按照重量份比例如下：Si:9，Cu:3，Mn:<0.55，Mg:0.3，Zn:≤1.2，Ni:≤0.55，Fe:≤1.3，Cr:<0.15，Sn:<0.25，Pb:≤0.35，Ti:≤0.25；余量：Al。本专利技术所述铝合金缸体，铝液密度为：2.61～2.71g/cm³，铝液熔炼浇注温度660±10°，压铸机系统压力≥160bar，铸造压力为≥900bar。本专利技术所述铝合金缸体成型工艺，采用“铝液除气工艺”：所述缸体内腔结构十分复杂，而且表面形状极其不规则，壁厚变化大，铝液在高速填充时排气过程非常困难，因此，铝液的含气量对于产品的致密度有着至关重要的影响，而铝合金的特性决定了高温铝液吸氢能力强，当铝液冷却后大量的氢快速排出，残留在铸件内部行成气孔。我们采用自动化除气设备，在0.3-0.5MPa的氩气压力下保持7min，保证熔炼过程中铝液混入的氢气被氩气带出合金液，从而获得纯净的备压铝液。本专利技术所述铝液除气工艺，除气机工作真空度：0.008MPa～0.01MPa，除气时间：5min～10min。本专利技术所述铝合金缸体成型工艺，采用“压铸成型工艺”：采用力劲公司生产的DCC2500压铸机，设备的最大锁模力为2500吨。压铸单元主要由压铸机，保温炉、真空机、喷雾剂、取件机、切边模、冷却系统等组成；全线采用自动化控制，PLC为西门子S7-400，主要原理是采用液压油缸将高温熔融的铝液压射进型腔。压铸工艺的浇注系统：根据压铸工艺理论及铸件的结构特点，对于缸体类薄壁复杂铸件，必须合理的设计浇注系统，以确保铝液快速、平稳的充型，可以有效地减少缩孔、气孔、冷隔等铸造缺陷。根据相关的资料研究，在缸体浇注系统的设计方案时，可以借鉴以下一些经验。a.浇注系统按同时填充原则设计为宜，有效减小铝液填充行程，这样铝液在充型时较平稳，减少乱流或卷入气体。b.浇注系统要有合理的内浇口压铸速度。内浇口流速太慢，产品易产生冷隔等诸多问题，严重时会直接导致铝液无法充型。内浇口速度太快，铝液对模具的冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.轻量化压铸铝合金缸体成型工艺，其特征是，所述铝合金按照重量份比例如下： Si:8.0～11.0，Cu:2.0～4.0，Mn:

【技术特征摘要】
1.轻量化压铸铝合金缸体成型工艺，其特征是，所述铝合金按照重量份比例如下：Si:8.0～11.0，Cu:2.0～4.0，Mn:<0.55，Mg:0.05～0.55，Zn:≤1.2，Ni:≤0.55，Fe:≤1.3，Cr:<0.15，Sn:<0.25，Pb:≤0.35，Ti:≤0.25；余量：Al。2.如权利要求1所述的轻量化压铸铝合金缸体成型工艺，其特征是，所述铝合金按照重量份比例如下：Si:9，Cu:3，Mn:<0.55，Mg:0.3，Zn:≤1.2，Ni:≤0.55，Fe:≤1.3，Cr:<0.15，Sn:<0.25，Pb:≤0.35，Ti:≤0.25；余量：Al。3.如权利要求1所述的轻量化压铸铝合金缸体成型工艺，其特征是，采用“铝液除气工艺”，采用自动化除气设备，在0.3-0.5MPa的氩气压力下保持7min，保证熔炼过程中铝液混入的氢气被氩气带出合金液，从而获得纯净的备压铝液；所述除气机工作真空度：0.008MPa～0.01MPa，除气时间：5min～10min。4.如权利要求1所述的轻量化压铸铝合金缸体成型...

【专利技术属性】
技术研发人员：张京伟，汪贞芳，黄光伟，韦民，尚红标，
申请(专利权)人：合肥江淮铸造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34