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如何使用压铸铝合金制造发动机缸体

2021-03-18

    为了可以加工出质量更加出色的产品,加工过程中的环境温度、加工速度以及时间成了关键因素,压铸铝合金浇注温度控制在640-680℃,浇注温度过高收缩量大,铸件容易开裂、晶粒粗大、粘模;浇注温度过低,容易出现冷隔、表面花纹、浇注不充分等缺陷。浇注时应确保保温炉内铝合金液表面的氧化层及时清理干净,否则可能导致氧化物夹杂缺陷,压铸模具使用前应预热到一定温度,在连续生产中,压铸模具的温度有上升的趋势,如果温度过高,不仅液态金属会粘在模具上,铸件也会慢慢冷却,导致晶粒粗大和顶出变形,铝合金缸体模具采用六个模具温度加热器加热,所有型芯和镶件均采用冷却水,使模具工作温度控制在180-200℃范围内,圆筒压铸件的质量对注射工艺参数的变化非常敏感,高速容易造成铸件内气体的增多;过低则容易导致填充不良,注射压力过低会增加铸件的气孔、缩孔等缺陷;压力过大会增加飞边、毛刺等缺陷,也会对模具造成很大的损坏。

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    在注入金属溶液时需要注意注入的速度,确保合理的速度让溶液有时间进行完美填充,实现压铸铝合金铸件凝固前的快速增压(提高比压),由于缸体尺寸大、结构复杂、壁厚差异大,采用28000kN压铸机,慢射速度约为0.2m/s,慢射行程约为400mm,快射速度约为5.5m/s,压力保持在45MPa左右,填充时间取决于铸造体积的大小和复杂性,这与内浇口的横截面积密切相关,并与冲头的注射速度直接相关,充型时间体现在二级注射速度上,即快速注射速度控制在4-5m/s,合金液充型后进入凝固成形阶段,此时应立即加压,使合金液在高压下凝固结晶,大吨位压铸机的保压时间应控制在30毫秒以内,小型压铸机的保压时间可达10毫秒,保压时间取决于铸件的材料和壁厚,保压时间过短,容易产生气孔和缩孔;保压时间过长,铸件温度低缩孔大抽芯顶出时阻力大,不仅很难脱模还容易造成铸件开裂。

    加工车间内通常会配有辅助设备例如机械手等,可以实现全自动生产,单件节拍为110秒,将成分和气体含量合格的合金液转移到压铸机前的保温炉中保温,温度控制在640-680℃,气缸套压制前,需要预热到90℃,以避免铝合金收缩应力造成开裂,自动液压切边机和切边模用于切割浇注系统、溢流系统和缸孔中的飞边,缸体铸件的残余应力包括热应力、相变应力和收缩应力,残余应力降低了铸件的力学性能,影响铸件的加工精度,自然老化24h后,T5处理可以消除残余应力,T5处理会使铸件的硬度(HB)降低8-10。通过提高铜、硅、锰含量,适当降低T5处理温度,可以获得理想的压铸铝合金铸件硬度,其中随着铜含量的增加硬度明显增加,但材料成本较高,因此需要通过化学成分和温度的正交试验来确定工艺方案。

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