缸體壓鑄模具主要由動型和定型兩個大部分組成,。定型固定在壓鑄機的定型座板上，由澆道將壓鑄機壓室與型腔連通,。動型隨壓鑄機的動型座板移動,，完成開合型動作。壓鑄高速發(fā)動機缸體壓鑄鋁件的模具采用六面抽芯的結(jié)構(gòu),，主要由定模,、動模、成型,、澆注系統(tǒng),、抽芯機構(gòu)、頂出機構(gòu),、排氣系統(tǒng),、加熱保溫裝置和定位導(dǎo)向系統(tǒng)等幾部分組成。壓鑄模具材料選用3Cr2W8V或H13,，抽芯棒可采用鈦合金或高溫合金,，熱處理后其硬度可以達到45HRC以上，表面通過氮化處理后,，壓鑄模具的壽命可達到10萬次以上?，F(xiàn)將該高速發(fā)動機缸體壓鑄過程中暴露的質(zhì)量問題和相對應(yīng)的解決措施介紹如下。
(1)缸體壓鑄模具起模斜度設(shè)計不合理,，會導(dǎo)致抽芯時氣道,、油道等深孔發(fā)生脫模困難，以及孔口出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象,；對部分深孔用的插銷采用鈦合金材料,，同時加大起模斜度可有效地解決此類問題。
(2)在缸套鑲嵌壓鑄時,，由于采用冷鐵材料,，壓鑄過程中出現(xiàn)冷作硬化等導(dǎo)致缸套開裂，另外由于芯模定位精度及缸套制造精度的問題,，開模時也導(dǎo)致部分缸套發(fā)生開裂現(xiàn)象,。通過更換缸套材料，以及提高缸套等制造精度與缸套芯軸定位精度可有效地解決缸套的開裂問題,。
(3)缸體壓鑄時,，ADC12的原材料配比不合理，同時缸體鋁壓鑄件薄壁與孔位工藝設(shè)計不合理,，會導(dǎo)致壓鑄過程中出現(xiàn)冷脆,、缸壁裂紋等現(xiàn)象；另外由于壓鑄機的噸位選擇及鋁合金熔煉時的工藝過程不合理,，會導(dǎo)致壓鑄后的缸體材料彈性模量偏低,、伸長率不能滿足設(shè)計要求等,，如彈性模量只有60GPa，抗拉強度只有240MPa,，伸長率幾乎為0,。經(jīng)過多次試驗，對原材料的配比以及熔煉時的合理控制,，有效解決了缸體壓鑄過程中開裂與力學(xué)性能不合格等問題,，實現(xiàn)了抗拉強度>280MPa、伸長率>2%,、彈性模量>65GPa的要求,。
(4)缸體結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計時消除側(cè)凹、深腔,；壁厚應(yīng)均勻一致性好,，過薄容易發(fā)生填充不良，過厚容易產(chǎn)生氣孔縮松,；同時消除尖角。依據(jù)該發(fā)動機的鑄件表面積,，壓鑄的壁厚最小應(yīng)≥3mMn對于<3mm的部分采用加大壁厚的策略,，配合部分最終通過機械加工來完成。
(5)該鋁合金缸體依據(jù)壓鑄厚度,，其壓射比壓應(yīng)≥50MPa,，填充速度為25~30m/s。建壓時間控制在30ms以內(nèi),，如果時間過長,，合金液無法在壓力下凝固，易造成氣孔,、縮松,。持壓時間按照每1mm壁厚需3、計算,，其持壓時間應(yīng)>10s,；持壓時間過短容易產(chǎn)生氣孔、縮松,，持壓時間過長則鑄件溫度低,，收縮大，抽芯和頂出鑄件時的阻力也大,，不僅出模困難,，同時容易引起鑄件開裂。
(6)對于壓鑄鋁合金缸體來說,，該鋁合金壓鑄液的溫度控制在640~680℃是合理的,，壓鑄模具的溫度預(yù)熱要控制在150~180℃,，工作溫度控制在180~200℃。合金液溫度過高容易導(dǎo)致收縮大,，產(chǎn)生裂紋,，鑄件晶粒粗大，造成粘型,；溫度過低容易產(chǎn)生冷隔,、表面流紋和澆不足等缺陷。鑄鋁件模具預(yù)熱一方面可以有效地保護冷模具承受高溫的熱沖擊作用,；另一方面可以防止金屬液的急劇冷卻對鑄件成形的不利影響,。預(yù)熱可以通過電加熱、油加熱或火焰加熱等方式來實現(xiàn),。工作時的溫度可以通過工作的頻次,，以及水、油,、空氣等方式的冷卻裝置來實現(xiàn),。
(7)模具開模時缸體鑄件應(yīng)留在動模內(nèi)，便于取出缸體鑄件,；鑄件的最大截面應(yīng)放在分型面上,；澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)布置要合理。鋁合金壓鑄件由于成形時合金液填充的速度和壓力非常高,，型腔內(nèi)的氣體來不及排除而侵入鑄件形成氣孔,，壓鑄件的氣孔很難避免，因此壓鑄一般不進行熱處理,，最多也是采用自然時效的方式,，保持應(yīng)力均勻。為進一步提高鑄件的質(zhì)量,，可以通過表面噴丸處理來實現(xiàn),。
(8)缸體鋁鑄件的質(zhì)量控制主要是控制其氣孔、縮松,、冷隔,、裂紋和夾渣等缺陷。除嚴格控制合金液的質(zhì)量,，避免潮濕,、帶有油污的爐料外，合金液出爐時可采用氯氣,、氯化物或氫氣進行噴-煉劑等方法進行除氣,、除渣。在填充過程中要合理設(shè)計澆注,、溢流和排氣系統(tǒng),，同時優(yōu)化工藝參數(shù),，選擇適當?shù)穆龎荷湫谐碳翱靿荷渌俣龋侠砜刂茰囟?、速度,、壓力和時間等多個方面的因素，以提高壓鑄的質(zhì)量和一致穩(wěn)定性,。
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