真空浸渗技术在汽车零件上的应用

%
%# &
真空浸渗工艺
简单工艺流程
检查 " 零件除油清洗 " 干燥 " 零件放入浸渗 罐并密封 " 抽真空 " 含浸 " 加压 " 取出零件漂洗 "放置" 加温固化"试压检验。 %# ’ 各工步介绍 %# ’# & 零件除油清洗 主要目的在于去除零件表面的油污和灰尘，提 高浸渗质量，防止油污及机械杂质带入浸渗液中， 影响浸渗剂的稳定性。常用的除油清洗方法有溶剂 清洗、表面活性剂清洗和碱性清洗剂清洗、复合清 洗剂清洗、 超声波清洗等。 "# 溶剂清洗一般是用汽油或二氯乙烷等有机 溶剂。除油速度快， 对金属无腐蚀性， 但存在易燃、 毒性大的缺点。不宜大批量生产和应用。 安全、 对金 $# 表面活性剂除油具有比较便宜、 属腐蚀性小等优点，但是对于严重油污清洗效果较 差。 缺 (# 碱液清洗适用于表面油污较严重的工件， 点是对金属有一定的腐蚀性，必须控制好其 67 值 和温度。 )# 复合清洗剂清洗效果佳，它集表面活性剂 及碱液清洗两种优点，只要控制好点数就可达到满 意的清洗效果， 这也是发展趋势。 零件在上述溶液中清洗后，取出经热水漂洗再 为提高浸渗效果， 并防止大量 在 8# ) -# 9 下烘干， 水分进入真空泵， 零件清洗后的烘干是非常重要的。 %# ’# ’ 抽真空 目的是将零件气孔、缩孔中的气体及杂质尽量 吸出来， 使微孔中充分保持“ 空” 的状态。 这样能有效地 使浸渗剂填满孔。否则浸渗剂渗入时，很可能残留 空气使浸渗剂不能填满整个微孔。零件在使用过程 中，由于温度的变化，微孔内残留气体将发生收缩 或膨胀，破坏微孔中的浸渗剂固化物而导致重新泄 漏。 因此， 抽真空在全部浸渗工序中是关键的一环。 一般保持真空度为 *# ) 8# ++ 汞柱，真空延时 "# +12 后开始含浸加压。 %# ’# ! 含浸加压 含浸指的是让整个已抽真空的零件完全浸没 在浸渗剂里， 让浸渗剂渗入到 “ 空” 的微孔中去， 并 尽可能填满它。紧接着加压，目的是把已进入微孔 中的浸渗剂牢固地压进去，充满微孔。操作时要使
锌、 铝合金压铸成型。 由于在成型过程中不易控制均匀 的冷却速度、 合金中杂质的影响、 模具及设备等多方 面原因， 会导致铸件内部含有气体而产生气孔、 缩孔、 组织疏松等缺陷。这些含有缺陷的铸件在机加工完 成后， 由于表面致密层被部分去掉， 内部的组织缺陷 很易暴露， 当进行耐压密封试验时， 往往因泄漏造成 大量的报废而回炉， 造成铸件成品合格率低， 增加企 业的制造成本。 据统计， 国外的铸铝件废品率在 !"- 以 上， 国内的铸铝件废品率高达 ,"- 以上。 为了解决铸件废品率高的问题，经过人们大量 的试验，目前认为比较好的工艺方法就是采用 “ 浸 渗” 技术。所谓的 “ 浸渗” 技术就是在一定条件下把 浸渗剂浸到零件的气孔、 缩孔中去， 经过固化堵住微 孔， 使零件能满足加压、 防渗、 防漏等条件的工艺技 术。 它的应用可使铸件的合格率由 ,"- . *"- 提高 到 )"- 以上。
混入酸 & 碱 ’ 金属、 碱土金属、 盐等不纯物 环境温度过高 浸渗液密度过低 浸渗液中混入油类等杂物 零件表面有油 微孔过大 浸渗时真空度加压过低 固化条件差 漂洗过度
加工后发现浸渗液渗出
微孔过大 零件表面有油污 浸渗液密度过低 清洗不彻底 零件形状复杂， 凹处有水
零件有腐蚀现象
真 空 浸 渗 技 术 在 我 国 已 成 功 地 应 用 了 近 !" 年，采用浸渗技术改变了过去受压铸件因渗漏只能 回炉的旧工艺。我公司实践证明，浸渗技术工艺先 进、 质量可靠、 操作简便、 省时节能， 是提高铸件成 品合格率、保证产品性能的一种行之有效的方法，
%
浸渗失败的原因及采取的措施
浸渗失败的原因及采取的措施见表 #。
浸渗失败的原因及采取的措施 原因 措施 避免敞开， 离不纯物远一些 应在 8 4 ) *" 5 下存放 提高浓度 改变脱脂工艺， 更换浸渗液 改进脱脂工艺 浸渗二次 保证真空度及加压的工艺规范 保证放置及加温固化的工艺规范 缩短漂洗时间， 降低漂洗温度及搅拌 改变固化条件 改进脱脂工艺 调至工艺规范 改进清洗工艺 改进零件的摆放方式
郭德强： 真空浸渗技术在汽车零件上的应用
浸渗剂高度淹没零件 ( ) * +,，加压 * ) - ./ 0 +,! ， 并在此压力下延时 #" ) #* ,12，减压至 ! ) ( ./ 0 +,! ， 将浸渗液返回贮液槽中， 恢复常压， 取出零件漂洗。 "# $# " 漂洗 被含浸处理零件取出后， 立即在水中漂洗 #" )#* 3。 为了提高漂洗效果， 应在漂洗过程中保持水温 4" ) 并加空气搅拌设施。但在操作时应根据具体 *" 5 ， 情况控制水温及时间， 防止过漂洗， 影响浸渗效果。 "# $# % 固化 固化分室温放置和加温固化两阶段。室温放置
表! 现象 浸渗剂胶化 浸渗效果不好
的目的是使浸入微孔中的浸渗液的水分慢慢地蒸发 一部分， 防止因急骤加热导致水分蒸发过急， 渗入微 孔，特别是较大微孔内的浸渗剂随气流冲出而造成 泄漏，影响浸渗效果。为使浸渗剂固化物具有良好 的耐水性能，零件放置后必须在 $" ) 6" 5 下固化 # ) ! 7。
每年可为公司节约 #!" 余万元。 随着时代的发展， 浸 渗技术也在不断进步，新型的浸渗剂和浸渗设备将 取代原来简单的浸渗设备，这为浸渗技术的发展带 来了新的活力。
&’’()*+,)-. -/ 0+*112 3./)(,4+,)-. 56*7.-(-89 ). &1,-2-,):6 ;+4,<
!"# $% & ’()*+
汽车工艺与材料
! 浸渗剂的有效封孔范围及渗漏标准、检 验方法
浸渗剂的有效封孔范围是指浸渗剂封闭铸件 气孔孔径大小的有效范围，这是一项影响浸渗效果 的重要技术指标。目前国内常用浸渗剂的有效封孔 范围在 !#’ ( ) #’ * ++。由于实际生产过程中铸件 本身气孔、缩孔的孔径大小很难测量，一般采用气 压法或水压法来判定铸件渗漏程度，并以此来判定 是否需要重复两次浸渗处理。气压法是将零件装在 特制夹具上，然后浸入水中，在铸件内腔通入气压 为 ,-# %./ 的压缩空气，保压 "’ * ) 0 +12，若每隔 0 3 出现一个直径为 * ++ 左右的气泡者视之为滴漏； 若气泡连续呈线性则称为线漏。水压法是将铸件置 于特制密封夹具上，以压力为 ,-# %./ 的水通入铸 件内腔，保持 ( +12，若每隔 0 3 滴一水滴者称之为 滴漏； 若水流呈细线状则称为线漏。对于滴漏铸件， 一般一次浸渗处理后就能达到耐压密封要求，对于 线漏铸件采用两次浸渗处理才能达到耐压密封要 求。对于两次浸渗后试压仍有渗漏的铸件，经解剖 分析，它的气孔范围已经超过有效封孔范围，采用 三次浸渗后合格率也仅有 (*4 左右， 因此第三次浸 渗处理实际价值不高， 不宜采用。 检查铸件浸渗效果一般有如下两种方法。 "# 将浸渗后的铸件放在专用试验台架上，通 以规定的压力， 若无渗漏则为合格。 取出立即 $# 将浸渗的铸件放在沸水中煮 ( 5， 做耐压试验， 若无渗漏为合格。此方法比较苛刻， 且 需时间较长，一般只在考察浸渗剂性能时使用，在 日常生产时， 只用第一种方法即可。 —!—
1
前言
汽车制造业中很多阀类及泵类的壳体件都采用
就是把浸渗液放在干净零件内腔，用特制夹具 密封后加压，将浸渗液强制通过零件的内腔压入气 孔、 缩孔等缺陷内， 经固化堵住缺陷。内压法适用于 型腔状铸件补漏， 它比较简单， 但效果及效率不及真 空压力浸渗法。 ?> 真空压力浸渗法 就是把清洗干净的渗漏铸件放入耐压容器内密 封， 抽真空后注入浸渗剂淹没全部零件， 浸渗液靠毛 细作用进入零件微孔内， 然后加压， 把已进入微孔内 的浸渗液牢固地压进孔内充满缩孔，最后经固化把 微孔等缺陷堵住。此方法使用可靠、 工作效率高， 适 用于形状复杂的零件。 用于浸渗的液体通常称作浸渗剂，浸渗剂大体 可分为两类： 无机盐类及有机类。 主要成分为 => 无机盐类。为硅酸盐型浸渗剂， 水玻璃。 添加适量无机金属盐、 稳定剂、 固化促进剂、 金属氧化物及增韧剂等。 它具有耐有机介质、 耐高温 & %"" . $"" 0 ( 、 固化性能好、 水洗去性好、 材质适用 性强、 贮存性能好、 价格便宜等优点。 适用于铸钢、 铸 铁、 铝合金、 锌合金、 铜合金等各种类型的受压铸件 整体浸渗补漏， 成本为 1 元 2 34。 ?> 有机类浸渗剂。有厌氧浸渗剂和聚酯浸渗 剂等。 其中以厌氧浸渗剂应用较多， 它是以丙烯酸酯 类化合物为主体， 添加引发剂、 促进剂、 阻聚剂、 表面
!""# 年第 $ 期
—%—
郭德强： 真空浸渗技术在汽车零件上的应用
活性剂等成分。其特点是对氧很敏感，只要浸渗剂 不与金属接触并暴露在空气中，由于氧的阻聚作 用，则浸渗剂保持着低粘度的液态。一但隔绝了空 气并与金属接触，则浸渗剂产生聚合反应，将由液 态变为固态， 这样浸渗剂具有常温固化、 粘度小、 渗 透力强、粘附损失小、固化收缩率小、耐高压等优 点。适用于精密零件及带有很多小加工孔的零件。 缺点是价格较高， 一般为 "!# 元 $ %&。 作为一种优秀的浸渗剂，应具备粘度小、表面 张力小、封孔能力强、水洗去性好、对材质适用性 强、 对基材无腐蚀、 价格适宜等优点。但任何一种浸 渗剂不可能没有缺点，因此只有根据具体情况，因 地制宜地选用浸渗剂品种。
& 9:;<= :>?@,@?1AB CDE?3 F@GH F7D2/+7>2 I1J12 #(""##H F712D ’