1.1 鋁合金熔化設(shè)備及工藝

熔化采用LPG燃?xì)鉅t，其具備上料、熔化及保溫功 能，熔化率為3.5T/H，保溫爐容量為10t。

為節(jié)省能源，目前多采用鋁合金液直送工藝，即由 鋁合金供應(yīng)商在廠內(nèi)進(jìn)行鋁合金液的熔化，將合金液直 接送至壓鑄車間保溫爐內(nèi)。合金牌號為Al-9Si-3Cu，鋁 合金錠與回爐料配比為4:6；采用直讀光譜儀檢測出 爐前合金液成分；合金液在熔化爐保溫室內(nèi)進(jìn)行720℃ 保溫，在進(jìn)行爐內(nèi)精煉除渣之后，出爐到轉(zhuǎn)運(yùn)澆包內(nèi)；在 轉(zhuǎn)運(yùn)澆包內(nèi)采用氮?dú)猓?9.99%） ＋旋轉(zhuǎn)除氣裝置進(jìn)行除氣處理，可凈化合金液內(nèi)部殘存氣體及殘渣；通過含氣 量檢測裝置進(jìn)行除氣效果評價，密度指數(shù)＝(1-ρ真空/ρ常壓)*100，控制標(biāo)準(zhǔn)為≤1。

1.2 壓鑄模及澆注系統(tǒng)設(shè)計

模具采用六面抽芯結(jié)構(gòu)，主要由定模部分、動模部 分、成形部分、澆注系統(tǒng)、抽芯機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)、排氣系 統(tǒng)、加熱保溫裝置、定位導(dǎo)向系統(tǒng)等組成。壓鑄模材質(zhì) 為3Cr2W8V和H13鋼，抽芯棒可采用鈦合金或高溫 合金，熱處理后其硬度(HRC)達(dá)到45以上，通過表面 氮化處理后，壓鑄模具的壽命可達(dá)10萬次以上。

通常缸體壓鑄件的澆注系統(tǒng)有兩種形式：單側(cè)澆注 系統(tǒng)和雙側(cè)澆注系統(tǒng)。單側(cè)澆注系統(tǒng)一般用于小型缸 體，雙側(cè)澆注系統(tǒng)一般用于大型缸體。通過充填和凝固 模擬的模流分析軟件，可使?jié)沧⒐に嚥贾玫玫絻?yōu)化。圖 2為單側(cè)澆注工藝，圖3為雙側(cè)澆注工藝。

2.3 壓鑄機(jī)及壓鑄工藝

為獲得高品質(zhì)壓鑄件，溫度、速度、壓力、時間等關(guān) 鍵工藝參數(shù)必須滿足壓鑄生產(chǎn)的需要。

1.3.1　溫度控制

澆注溫度控制在640～680℃。澆注溫度過高，則 收縮大，鑄件容易產(chǎn)生裂紋、晶粒粗大、粘模；澆注溫度 過低，易產(chǎn)生冷隔、表面花紋和澆不足等缺陷。澆注期 間，應(yīng)確保保溫爐內(nèi)的鋁合金液表面氧化層的及時清 理，否則將可能導(dǎo)致氧化夾雜缺陷。

壓鑄模在使用前要預(yù)熱到一定溫度。在連續(xù)生產(chǎn) 中，壓鑄模溫度往往升高，溫度過高除使液態(tài)金屬產(chǎn)生 粘模外，也導(dǎo)致鑄件冷卻緩慢，使晶粒粗大、頂出變形 等。

鋁合金缸體模具加熱使用6臺模溫加熱器，所有的 型芯、鑲塊等均采用冷卻水，使模具工作溫度控制在180～200℃范圍內(nèi)。

1.3.2　 速度和壓力控制

缸體壓鑄件品質(zhì)對壓射工藝參數(shù)的變化非常敏感。 速度過高容易造成鑄件中的氣體增加；過低則容易造成 充填不良。壓射壓力過低，鑄件中氣孔、縮孔等缺陷增 加；壓力過高，飛邊及毛刺等缺陷增加，對模具損害也 大。采取合適的壓射速度（壓射比壓），確定合理的速度轉(zhuǎn)換位置，在凝固之前對鑄件實現(xiàn)快速增壓（增壓比 壓）。

因缸體尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚差異大，采用28 000kN壓鑄機(jī)，設(shè)置慢壓射速度為0.2m/s左右，慢壓射 行程為400mm，快壓射速度為5.5m/s左右，最終壓 力保持在45MPa左右。圖4為位移、壓力和速度與時 間的關(guān)系曲線。

1.3.3　 時間控制

充填時間長短取決于鑄件體積的大小和復(fù)雜程度， 充填時間與內(nèi)澆口的截面積有密切關(guān)系，并與沖頭壓射 速度直接關(guān)聯(lián)。充填時間最終體現(xiàn)為2級壓射速度，即 快壓射速度控制在4~5m/s。

合金液充填型腔完畢，將進(jìn)入凝固成形階段，此時 應(yīng)立即進(jìn)行增壓，使合金液在高壓下凝固結(jié)晶，大噸位 壓鑄機(jī)建壓時間控制在30ms以內(nèi)，小型壓鑄機(jī)可達(dá)到10ms。

持壓時間的長短取決于鑄件的材質(zhì)和壁厚。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大，不僅出模困 難，同時容易引起鑄件開裂，一般取30s。