汽车发动机缸体铸造技术分析研究
第44卷第2期 时代农机 2017年2月Vol.44 No.2 TIMES AGRICULTURAL MACHINERY Feb.2017汽车发动机缸体铸造技术分析研究刘海红，周欢(重庆能源职业学院，重庆402260)摘要:发动机作为汽车的动力之源，发动机质量与性能的好坏直接会影响汽车整体质量以及性能。而发动机方 面铸造缸体相关技术是决定发动机质量是否达标的关键。文章阐述对国内外汽车发动机方面缸体铸造这一技术现状的 基础上，展开对缸体相关技术的分析。关键词：发动机;铸造技术;缸体中图分类号:TG241 文献标识码：A 文章编号:2095-980X(2017)02-0043-02Analysis and Research on Cylinder Casting Technology of Automobile EngineLIU Hai-hong，ZHOU Huan(Chongqing Energy Vocational College, Chongqing 402260,China)Abstract：The engine as the power source of the car, its quality and performance will directly affect the overall quality and performance of the car.For engine，casting cylinder related technology is the key to determine the quality of engine.The paper elaborates onthe domesticandforeignautomobileengine cylinder block casting on thebasis of the currentsituationoftechnology^ndanalyzes the technology related to cylinder.Key words：engine; casting technology; cylinder发动机整个缸体是核心成分。缸体铸造方面技术直接关 系发动机品质以及性能，一般来说，缸体常选择铸铁与铝合金 作为材质，但当前汽车制造中常使用的是铝合金作为材料。因 为合金种类和结构多具有差异，所以铸造时采用的组织形式 以及工艺装备差异较大，并且在生产期间的难点以及技术点 都不相同。而且，缸体是一个多芯、壁薄以及复杂的铸件，这对 铸造技术提出了很高要求。如今，国内在进行缸体铸造期间，常产生大量报废的铸件，所以，对铸造缸体相关技术进行研究 非常重要。1发动机缸体铸造技术现状对于发动机进行铸造是一项专业化的生产，生产出来的 产品普遍结构复杂，制造起来难度也非常大，再加上生产期间 有诸多工序，这些需要有较高的工艺设备。特别是发动机的缸 体以及缸盖，尺寸要精准之外，还要满足内外结构的复杂性。一定程度上来说，铸造缸体的水平可以直接反映出一个国家 在机械方面的水平以及质量。(1)国内现状。虽然国内汽车领域之中铸造出来的缸体与 国外还有一定差距，但是也取得了一定进展，在产品种类方面 基本可以满足行业需求，这使相关铸件对外出口总量也有所 增长。当前，国内通常都对选择HT250作为缸体材料，在制造 期间，相关企业一直都将高碳以及低合金作为铸造原则，这使 缸体在力学以及防渗漏方面具有较好的性质。同时为了可以 得到质量过高的体液，相关企业一般都会将感应电炉开展双 联熔炼这一技术。在型芯制造方面，国内企业通常都会使用冷 芯盒进行型芯制造。其具有高强度、低膨胀以及溃散性较高的 优点。在清理方面，因为缸体内部比较复杂，若进行常规处理，收稿日期= 2017-01-17作者简介：刘海红（1979-)，女，山东鱼台人，硕士研究生，讲师，主要研究方向：汽车技术、汽车材料。必然达不到预期清洁效果。因此，为了进行更好的清洁，通常 都会运用机械手进行处理。如今计算机、PC机等控制技术都 投人到了缸体铸造之中，这推动国内缸体铸造方面技术发展。(2)国外现状。国外在进行缸体铸造期间，常将灰铸铁以 及铝合金作为铸造材料。但是随着环保理念在各国的深人以 及对发动机功率的需求，灰铸铁在各国的使用率不断提升。国 外通常都会将HT250作为缸体材料，而HT300则普遍当作缸 盖铸造的材料。在缸体造型方面，一般都会使用静压和气冲两 种造型线。在熔炼铸铁方面，一般都会对炉温度方面要求较 高，这样可以使力学性能更加稳定，金相组织性能更加良好。 在缸体使用的铸芯方面，通常都会使用壳芯以及冷芯盒，其中 含有曲轴箱、端面芯等。2缸体铸造相关技术分析现阶段，我国在汽车领域的发展也是十分迅猛，其中国产 化发展节奏逐渐加快，人们对汽车的需求也逐渐加大。据有关 数据显示，我国汽车约有8000多万辆，这充分说明国内缸体 市场拥有广阔的提升空间。在这期间，国内企业一定要借鉴国 外在缸体铸造方面的经验，并且在此基础上进行不断创新，不 断进行新型铸造技术方面的研发。(1)选择适合材料进行缸体铸造。我国汽车制造期间的缸 体选材一般都是铸铁、蠕铁以及铝合金，如今多数车辆都将灰 铁作为缸体材质，HT250就是其材料牌号。例如，康明斯B型 车系之中，缸体顶层面的硬度可达（197±7)HB，其中A型石 墨含量超过了 80%■，而B型石墨含量低于10%■，使用的石墨 一般都是4~6的等级长度，基体是细片状的珠光体。这样一 来，可以将铸铁的成分进行严格控制。在熔炼期间，可以将硫 元素含量调整为0.05%,将锰元素调整到0.5%~0.7%，然后通 过孕育获得含量为95%的型号为A的石墨，并将硅元素的含 量控制在0.6%左右。如果缸体的碳含量过低，收缩性就会变代 ^TJlTL2017年第2期4
3大，很容易出现渗漏现象，而当碳含量过高时，缸体自身的力 学性能就会变差，相应的硬度就会变低。所以，缸体铸件之中 的碳元素含量在3.05%>~3.50%■之间正为合适。而且，在缸体铸 造期间加人适量的合金，可以提升缸体的硬度以及强度，其中 合金最佳含量为0.3%左右。而锡元素可以对碳化物生成产生 阻碍作用，对于珠光体生成十分有利。但是珠光体过多很容易 造成缸体脆化，所以，锡元素最佳含量为0.1%左右。此外，在 对缸体铸造期间，必须要将浇住时间以及温度控制好，这样才 可以铸造出最佳缸体。当前浇住温度一般在1380〜1440丈之 间，而浇住时间通常为16s左右。(2) 对造型工艺进行合理改进。虽然现存的每种造型技术 都可以将缸体铸造出来，但是随着对于缸体技术要求的不断 提升，当前国内外普遍将高压造型用于缸体铸造当中。高压造 型自身具有许多优点，例如，压力为1MPa时，缸体表面的硬 度可以达到80HB以上。此外，还必须提升型砂的性能。由于 混碾常会影响型砂的性能，如果型砂具有的性能不达标，会直 接将产品质量拉低，甚至会造成产品的报废。在进行材料选取 时，对于型砂性能进行测试非常重要。现今，有许多缸体铸造 厂都会将一些耐热涂料喷在型砂的表面，还有许多铸造厂会 选取面砂。铸造厂会对型砂表层添加多道工序，有效的将型砂 表层的缺点减少。此外，对于砂斗也需要进行相应的改进，在 型砂具有稳定性能的前提下，造型与混制间的距离缩减，可以 保证每次操作结束后，砂斗中不会剩余型砂，进而提升缸体性 能。(3) 提升缸体铸造精度。①可以适当基准。在进行缸体铸 造和加工期间，都需要适当的工艺方面基准面。由于缸体表层 拥有众多尺寸，而在生产期间每个尺寸都会存在一定偏差，这 就使实物尺寸链与预期差距较大，这种误差从设计层面来说 不能被接受的。所以，在设计与铸造期间，对外模尺寸以及下 芯位置必须进行严格控制。②一定要对收缩率进行正确选择。 由于缸体之中铁液成分会对缸体整体铸造产生影响，对收缩机电铵术_________________________率进行正确选择十分重要。对于高压造型而言，高度方向可以 选择1%，长度方向可以选择0.8%。③将工装制造方面的精度 提升上来。以往在进行缸体铸造时，一般都采用手工加工以及 普通机床加工，而现在则都会运用数控形式的銃床来进行铸 造，这样可以将精度替身到0.03mm。④就是进行适当的水套 芯选择，适当的水套芯可以确保缸筒厚度均匀，进而提升缸体 铸造精度。(4)对型芯进行精确制作。冷、热芯盒相关工艺都是将树 脂砂作为材料制造而成的。铸造工厂为了将砂芯的棱角制造 的更加清晰，必须要保证砂芯具有的紧实性，这样可以使得芯 盒表面气体的排除速度比进人速度大。同时，技术人员还要时 常清洁芯盒表面，特别是对毛刺的清理，以此来保证芯盒表面 不会出现结疤或者粗糙现象，进而避免影响型芯的质量。对于 水套芯来说，可以在其内部通过钻孔来提升其通气性。此外， 还要正确运用覆膜砂。这样既可以节省涂料，同时还可以节约 资源。3结语综上可知，作为发动机之中核心成分，铸造缸体相关技术 会直接决定最终铸造出来成品的质量。因此，相关企业以及人 员必须要对铸造技术进行不断创新。如今，国内外在缸体铸造 方面都有着较为先进技术，但仍需进行不断创新。因此，在进 行铸造期间，必须要选择适合的材料，对造型工艺进行合理改 进，提升缸体铸造精度，并且对型芯进行精确制作，以此来提 升对于缸体的整体铸造技术。®参考文献[1] 景玉军，王永飞.汽车发动机缸体的半固态成形工艺研究[J].铸造 技术，2016,（10): 2136-2138+2148.[2] 刘崇泉.汽车发动机缸体端面铣削加工技术分析[J].金属加工（冷 加工），2016，（19):8-11.___________刘海红，周欢院汽车发动机缸体铸造技术分析研究
(上接第42页）以进一步获得该设备驱动转矩的实际平均数 值，在对经过分析整合后的静态参数数据进行模拟，便可以得 到该设备的物理参数数据，从而获取该种工程设备的当量阻 尼系数和相应的刚度系数。在设计相关工程设备的具体过程 中，应用上述模型对其进行动力学分析，并保证一定的精确程 度，可以切实提高数据分析工作的成效。(2)柔性机械臂振动控制。柔性机械臂在机械工程领域运 用十分广泛，轻质重载航天机械臂便是其运用于航天领域的 成果，其端点位置需根据指令进行相应的位置跟踪运动，运动 范围较广且精度要求极高，然而鞭状天线会对卫星的运动稳 定性产生较大影响，造成振动，在此背景下，对于该类机械臂 采取合理的振动控制是十分关键而必要的。根据该机械臂的 构造机理可以把其当做一个柔性多体系统，而后采取模态法 或者有限段法来达到振动控制的目的。根据相关实验和研究， 这两种方法可以根据机械臂的频率和固有阻尼系数在特定的 时刻为端头提供制动力，从而弱化、减小振动对设备运动精度 造成的不利影响，相关资料显示，制动力的大小以力学逆运算 得到的结果最为合适。此外，还要考虑到该多体系统的动态属 性，已有相关实验表明，改变端点形状可以有效实现全闭环反馈，从而切实减小柔性臂的振动幅度。3结语总而言之，多体动力学是一门兼具理论价值和实践价值 的综合性学科，其在机械工程领域的应用已经过了几十年时 光的检验，带来了大量的创新和成果;而近年来其与计算机等 其他学科和技术进行了科学地结合，从而在航空航天、人工智 能等领域发挥了巨大的作用。鉴于其呈现出来高速发展的趋 势，可以预见该学科还将继续为国内外机械工程等多个领域 的发展做出贡献。©参考文献[1] 杨玉维，刘振忠，董黎敏，等.基于多体动力学的轮式悬架移动刚- 柔并联机械手动力学性能研究[J].高技术通讯，2014,24(9):975- 981.[2] 王良模，安丽华，吴志林，等.基于多体动力学的ESP控制系统联合 仿真[J].南京理工大学学报（自然科学版），2013,35(2):213-218.[3 ]戴丽，刘杰，刘宇，等.基于多体动力学的混凝土泵车臂架的运动分 析[J].东北大学学报（自然科学版），2013,28(10): 1469-1472.[4]张艳海.多体动力学在机械工程领域的应用[J].城市建设理论研究 (电子版），2015,9(21): 2797-2798.44BHAf^TJlTL2017年第2
发动机缸体试制加工的关键技术
Ｔｅｃｈｎ蹁ｉｐｍｅｎｔ
■航天科工第九研究院红阳厂科技公司／吴国君 Ｅｒｎｇｉｎｅ发Ｍ动ａｎ机ｕ制ｆａｃ造ｔｕｒｉｎｇ
发动机缸体试￣ｌｉ ｅｕ工的关键技术
产品结构特点
某型汽车发动机为四冲程２０
气门直列式发动机，最高转速为
６２００ｒ／ｒａｉｎ，排量为１．６Ｌ，由国内某
大型汽车制造公司自主设计。发动
机缸体由气缸体（见图１）与下缸体
（见图２）组成，气缸体与下缸体
毛坯均采用铝合金低压铸造成型，
且气缸体上镶嵌有四处薄壁气缸套
（材料为灰铸铁）。气缸体合件如
图３所示。
该发动机缸体的结构特点主要
有三方面。
１．结构特殊
一般发动机采用气缸体与曲轴
箱铸成一体的整体结构，简称气缸
体。该汽车发动机缸体由气缸体、
下缸体两个零件组成，需要进行气
缸体、下缸体单体粗加工后，再合
缸进行气缸体组件上曲轴孔、气缸
孔及两端头定位销孔的精加工。
２．尺寸多、精度要求高 缸体是发动机的重要组件，
各面均有装配要求。各加工面平面
度、平行度及垂直度要求严格，所
有加工面平面度要求为０．０３ｒａｍ。
气缸孔径、圆度、圆柱度，曲轴孔
孔径、圆度、圆柱度及各定位销孔
的位置精度等要求高，均不大于
０．０２ｒａｍ
７０ ２０１眸第，雳ＭＣ瑗代零部件 Ｗｖｃｌ￣ｍｃ１９５０．ＣＯｒｎ 图１气缸体
图２下缸体
图３气缸体合件 ３．主要技术参数
（１）气缸体、下缸体及气缸 体组合件外形尺寸及形位公差 气
缸体４１１．３ｍｍ Ｘ ２９９ｍｍ Ｘ（１６２．８±
０．０２）ｍｍ，下缸体（３９１±０．０５）
ｍｍ Ｘ ２５４．５ｍｍ Ｘ（１０４±０．０２）
ｍｍ，气缸体组合件４ｌ １．３ｍｍ Ｘ
２９９ｍｍ×（２６６．８土０．０２）ｍｍ。气
缸体与下缸体结合面平面度均为
０．０２ｍｍ，其他各面平面度、平行度
及垂直度均为０．０３ｒａｍ。
（２）气缸孔孔径０７４ ｍｍ，
圆度为矿０．０ １ ５ ｍ ｍ，圆柱度为 ０ｏ．０ｌｍｍ。
精密铸件研究报告
精密铸件研究报告
精密铸件研究报告
引言：
精密铸件是一种高精度、高质量的铸造工艺。它具有制造成本低、生产效率高、产品质量稳定等优点，已广泛应用于航空航天、汽车、机械制造等领域。本文将对精密铸件的研究进行探讨。
一、 精密铸件的定义
精密铸件是指通过模具在真空或气氛下，将金属液态物质浇注到模具中，在冷却固化后得到形状复杂、尺寸精确的零部件。
二、 精密铸件的工艺流程
1. 模具设计：根据零部件的形状和尺寸，设计出合适的模具。
2. 模具制造：采用数控加工等现代化技术，制造出高精度的模具。
3. 材料准备：选用合适的金属材料，并进行预处理。
4. 熔炼：将金属材料加热至液态状态。
5. 浇注：将液态金属倒入模具中。
6. 冷却固化：待金属冷却成型后，取出零部件。
7. 精加工：对零部件进行精密加工，以达到所需的精度和表面质量。
三、 精密铸件的优点
1. 尺寸精度高：由于采用模具浇注，可以得到形状复杂、尺寸精确的零部件。
2. 表面质量好：在真空或气氛下浇注，可以减少氧化和夹杂物等缺陷，从而得到表面光滑、无气泡、无夹杂物的零部件。
3. 生产效率高：采用自动化生产线，生产效率高。
4. 制造成本低：与其他制造工艺相比，精密铸件的制造成本较低。
四、 精密铸件的应用领域
1. 航空航天领域：航空发动机叶轮、涡轮盘等精密铸件是航空航天领域中不可或缺的零部件。
2. 汽车领域：汽车发动机缸体、曲轴箱等也是采用精密铸件制造。
3. 机械制造领域：各种齿轮、减速器等也可以采用精密铸件制造。
五、 精密铸件的发展趋势
1. 模具制造技术：随着数控加工等现代化技术的不断发展，模具制造技术也在不断提高。
2. 材料技术：新型金属材料的研发和应用，可以提高精密铸件的性能和质量。
3. 自动化生产线：自动化生产线可以提高生产效率和产品质量。
4. 3D打印技术：3D打印技术可以快速制造模具，降低成本。
结论： 精密铸件是一种高精度、高质量的铸造工艺。它具有尺寸精度高、表面质量好、生产效率高、制造成本低等优点。随着科学技术的不断进步，精密铸件将在各个领域得到广泛应用。
汽车发动机铸件的内腔质量控制技术
汽车发动机铸件的内腔质量控制技术
王洪君（潍柴动力股份有限公司，山东潍坊市２６１００１）
摘要：本文用多个铸件实例介绍了汽车发动机铸件内腔表面常见质量缺陷的种类，形成原因，预防和改进
措施，并对铸件内腔清理新技术做了一些介绍。
关键词：发动机铸件；内腔质量；粘砂；披缝；沟槽；印痕；清理
中图分类号：ＴＧ２ ５０．６：文献标识码：Ａ；文章编号：１ ００６－９６５８（２０１ ０）０５－６
１弓Ｉ言
铸件内腔质量对发动机的性能、可靠性都有着
重要的影响。随着发动机性能的提高，对发动机铸件
内腔质量的要求也越来越高，近年来人们对这些影Ⅱ向
的关注程度不断加大。气缸盖、气缸体作为汽车发动
机的关键零件，其技术要求严格，工艺复杂程度高。
气缸盖、气缸体的水腔除进、出水孔及几个工艺孔外
几乎呈封闭状态，常规的抛丸技术几乎对内腔的表面
清理没有作用，一旦内腔表面出现质量缺陷，几乎无
法实现机械化清理，内腔表面的质量控制只能靠清
理之前的各种工艺手段来保证。目前的发动机正在
向高功率、低排放及低油耗的方向发展，四气阀气缸
盖已有代替两气阀气缸盖的趋势，加上缸盖水腔内
的水流方向要求定向、定流量，这些变化，增加了气
缸盖内腔结构的复杂性，增加了铸造工艺上的难度，
因此也可以说，气缸盖是具有内腔结构铸件的最典
型代表。气缸盖、气缸体内腔表面的质量水平基本上
代表了一个铸造企业的铸件内腔质量控制能力。
气缸盖、气缸体内腔形状复杂，多数内腔由砂芯
收稿日期：２０１０—０５—２０ 文章编号：２０１０—０７４ 作者简介：王洪君（１９７０一），男，工程师，主要从事铸造工艺和工装设 计工作 形成，部分有色金属压铸缸体内腔表面由金属型形
成。这里仅探讨由砂芯形成的铸铁件内腔表面缺陷。
在大规模生产中气缸盖的水腔芯、气缸体的水套芯
几乎都采用热芯或冷芯。由于硅砂资源丰富、价格低
廉，以硅砂为主要原料生产的覆膜砂具有流动性好、
充型能力强、强度高的特点，可以制成各种薄壁复杂
大型轻合金汽车铸件先进设计与制造关键技术及应用
大型轻合金汽车铸件先进设计与制造关键技术及应用
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汽车发动机缸体的热处理技术与性能提升
汽车发动机缸体的热处理技术与性能提升
汽车发动机作为汽车的核心部件，其性能的优劣直接影响着汽车的整体性能和使用寿命。而发动机缸体作为发动机的重要组成部分，其质量和性能更是至关重要。热处理技术作为改善金属材料性能的重要手段，在汽车发动机缸体的制造中发挥着关键作用。本文将详细探讨汽车发动机缸体的热处理技术以及这些技术如何提升缸体的性能。
一、汽车发动机缸体的工作环境和性能要求
汽车发动机缸体在工作过程中需要承受高温、高压、摩擦和腐蚀等多种恶劣条件。高温来自于燃烧室内燃料的燃烧，压力则是由于活塞的往复运动产生。同时，缸体内部与活塞、活塞环等部件之间存在着剧烈的摩擦，而燃烧产生的废气和冷却液等也会对缸体造成腐蚀。
为了满足这些工作条件，发动机缸体需要具备高强度、高耐磨性、良好的耐热性和耐腐蚀性等性能。高强度可以保证缸体在高压下不变形，高耐磨性能够减少摩擦损耗，良好的耐热性可以承受高温环境，耐腐蚀性则能延长缸体的使用寿命。
二、常见的汽车发动机缸体热处理技术
1、 退火处理
退火是将缸体加热到一定温度，保温一段时间后缓慢冷却的过程。通过退火，可以消除缸体在铸造或加工过程中产生的内应力，降低硬度，改善切削加工性能。同时，退火还能使缸体的组织更加均匀，为后续的热处理做好准备。
2、 正火处理
正火与退火类似，但冷却速度较快。正火可以提高缸体的硬度和强度，细化晶粒，改善组织的力学性能。正火后的缸体具有较好的综合机械性能，适用于对性能要求较高的发动机缸体。
3、 淬火处理
淬火是将缸体加热到临界温度以上，保温后迅速冷却的过程。淬火可以显著提高缸体的硬度和强度，但同时也会增加缸体的脆性。为了降低脆性，通常在淬火后会进行回火处理。
4、 回火处理
回火是将淬火后的缸体加热到一定温度，保温后冷却的过程。回火可以消除淬火产生的内应力，降低脆性，提高韧性和塑性。通过调整回火温度，可以获得不同的力学性能，以满足发动机缸体在不同工况下的要求。
汽车铝合金缸体缸盖铸造工艺研究现状
汽车铝合金缸体缸盖铸造工艺研究现状
摘 要：对铝合金零件的使用，减轻汽车的重量是节能减排的重要措施之一。缸体缸盖作为汽车中最重要的部件，其结构比较复杂，对于高缸体缸盖的制造水平的提高是非常重要的研究方向。在本文将就缸体缸盖主要铸造方法进行简单的介绍并对铸造工艺的未来发展进行了展望。
关键词：铝合金；铸造工艺；研究现状
一、引言
1.铝合金代替钢铁材料的必要性
就相关数据表明，耗油量与汽车的质量成正相关，一般情况下，汽车质量每降低一个百分点，其耗油量相应的降低0.6到一个百分点。为了缓解能源紧张的局势，以及人们的环境保护意识的加强，节能减排是保护环境最有效的手段之一。而汽车重量的减轻非常好的契合了节能减排这一目的。对铝合金零件的使用可以有效的减轻汽车自重。因此铝合金的应用是汽车零部件行业的未来发展趋势。在一辆汽车中，最重要的部件就是发动机的缸体以及缸盖，而且也是汽车部件中重量比重占得最大的。因此对铝合金的应用可以有效减少汽车的重量。铝合金材料几乎应用在了所有轿车缸体缸盖部分。
2.简述铝合金缺陷
发动机的缸体缸盖作为汽车中最重要的部件，其结构比较复杂，其特点主要有几何形状复杂以及对加工尺寸的加工精度要求高，工作强度高，而工作条件十分恶劣等特征。所以，在生产中，铝合金缸体缸盖铸件的合格率一般很低。
因此，在本文中将就缸体缸盖的制造的只要工艺以及其优缺点进行简要的介绍。
二、缸体缸盖主要铸造方法
1.金属型铸造工艺
金属型铸造工艺是比较传统的对铝合金缸体缸盖进行铸造的工艺，其主要优点是铸件冷却时间短、零件组织细密、力学性能较高等优点；其主要缺点是由于金属性铸造工艺不透气且无退让性，铸造的部件容易产生气孔、裂纹以及浇不足等缺陷。但其总体质量还是明显比砂型铸造质量高。
金属型铸造工艺由于其工艺的特殊性，制造成本相对较高，并且生产周期长，对于单件或小批量生产的零部件一般不采用此种铸造方法。外型上采用金属型铸造工艺，而内腔采用砂芯，这两种工艺相结合使得对缸体缸盖的金属铸造工艺变得相对简单，并且灵活。高压铸造工艺
汽车缸体铸造工艺
汽车缸体铸造工艺
一、缸体材料
车用发动机缸体缸盖的材质主要有灰铸铁，铝合金，蠕墨铸铁等。传统的发动机无论是缸体还是缸盖都是采用铸铁的，但是铸铁有着许多先天的不足，例如重量大、散热性差、摩擦系数高等等。所以，许多发动机厂商都在寻找更适合的材料制造发动机的构成部件，比如密度小的铝。铝的比重轻，单位体积的铝结构强度要小于铸铁，所以铝缸体通常体积反而大些。但铝容易和燃烧时产生的水发生化学作用，耐腐蚀性不及铸铁缸体，尤其对温度压强都更高的增压引擎更是如此。铸铁缸体和铝缸体各有其优缺点，所以所
以高增压的引擎很多都采用铸铁缸体，小型车的缸体则更多向铝缸体发展。
金属中的元素组成会对金属材料的性能产生较大的影响，就钢铁而言，钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量 0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过
0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。不同的缸体元素配比也是有差别的。
合肥江淮铸造有限责任公司缸体化学成分要求
化学成分（%） C Si Mn P S Cr Cu Ti Sn Pb
下限 3.25 1.95 0.60 0.00 0.06 0.25 0.30 0.00 0.06 0.000
上限 3.40 2.10 0.90 0.06 0.10 0.35 0.50 0.03 0.09 0.004
二、原材料熔炼
熔炼设备选用：中频感应保温电炉：生产效率10t／h，外水冷长炉龄大排距冲天炉：生产效率7t／h。
1、原材料
原材料一般为回炉料，废钢和生铁。
回炉料是厂家的常备材料，在使用时必须注
意其本身的干净程度。回炉料的加入量必须严格按一定比例，否则会导致铁水的Si、S含量不易控制。江淮生产的缸体铸件回炉料使用量一般不超过20％。
汽车发动机缸体缸盖消失模铸造技术的研究与应用
一画 消失模铸造
汽车发动机缸体缸盖消失模铸造技术的研究与应用
王新节 （安徽全柴集团有限公司，安徽全椒２３９５００） 摘要：为了降低发动机单位功率的重量指标、油耗指标及尾气排放指标，研究并开发了直 列四缸二气门下置凸轮柴油机缸体缸盖消失模铸造产品。通过优化设计产品结构工艺、铸造环 节流程工艺和采用性能更佳的铸铁材料，使得每台套缸体缸盖消失模铸件产品总重量与普通砂 型铸件相比减轻了１５ ｋｇ。 关键词：汽车；发动机；缸体缸盖；消失模铸造；铸铁 中图分类号：ＴＧ２４９．６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３．３３２０（２００７）０１．００２０．０９
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｏｓｔ Ｆｏａｍ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｎ Ｅｎｇｉｎｇ Ｃｙｌｉｎｄｅｒ Ｂｌｏｃｋ＆Ｃｙｌｉｎｄｅｒ Ｈｅａｄ Ｃａｓｔｉｎｇ ＷＡＮＧ Ｘｉｎ－ｊｉｅ （Ａｎｈｕｉ Ｑｕａｎｃｈａｉ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ＇Ｑｕａｎｊｉａｏ ２３９５００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔ，ｏｉｌ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｔａｉｌ ｇａｓ ｅｘｈａｕｓｔｉｎｇ ｉｎｄｅｘ ｐｅｒ ｕｎｉｔ ｐｏｗｅｒ Ｏｆ ｔｌｌｅ ｅｎｇｉｎｅ．１ｉｎｅａｒ ｆｏｕｒ－ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｔｏ Ｗ．ｖａｌｖｅ ｌｏｗｅｒｅｄ ｃａｍ ｄｉｅｓｅｌ ｂｏｔｈ ｅｎｇｉｎｅ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｂｌｏｃｋ ａｎｄ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｈｅａｄ ｗｅｒｅ ｃａｓｔｅｄ ｂｙ ｌｏｓｔ ｆｏａｍ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｂｙ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｆｏｕｎｄｒｙ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ，ａ ｓｅｔ ｏｆｂｌｏｃｋ ａｎｄ ｈｅａｄ ｃａｓｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ｌｏｓｔ ｆｏａｍ ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃａｎ ｂｅ ｌｉｇｈｔｅｒｕｐ ｔｏ １５ ｋｇ ｔｈａｎ ｏｒｄｉｎａｒｙ ｓａｎｄ ｃａｓｔｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ；Ｅｎｇｉｎｅ；Ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｂｌｏｃｋ＆ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｈｅａｄ；Ｌｏｓｔ ｆｏａｍ ｐｒｏｃｅｓｓ；Ｃａｓｔ ｉｒｏｎ 发动机缸体缸盖的制造水平是衡量一个国家 制造业水平的重要标志之一，进而也在很大程度 上代表了一个国家汽车工业的发展水平。不断提 高发动机功率、降低燃油消耗量和减少尾气排放 是汽车工业自身发展的内在需求，也是外部环境 的客观要求。铝合金材料的选用使发动机乃至整 车的重量得到了有效减轻，促进了汽车工业的发 展。像美国的通用汽车ＧＭ公司、德国的宝马汽车 ＢＭＷ公司、意大利的法塔铝ＦＡＴＡ消失模铸造公 司和法国的雪铁龙汽车公司均采用了消失模铸造 工艺来生产铝合金发动机缸盖以改善发动机乃至 整车的综合性能并取得了显著的效果。汽车时代 的进步对原材料、能源的节约和环境保护提出了 更高的规范，使得发动机的比功率（ｋｗ／排量Ｌ） 越来越大，导致发动机缸体缸盖的工作温度普遍 ２０ Ｉ ２０ｏ７年第ｌ期 提高，两零部件的许多局部区域工作温度已经超 过了２００℃，此时一方面铝合金的机械强度会下 降很快，显得不堪重负；另一方面发动机的机油 正常工作温度为１ Ｏ５℃，如此高温使机油的润滑 和导热作用变弱，而铸铁材料件在此温度下仍然 能正常工作并表现出优异的工作性能。 目前解决铝合金在高温及常温下机械强度 不够的措施是在缸体缸盖连接螺栓处和缸体与轴 承盖连接螺栓处进行镶铸灰铸铁加固螺纹件或灰 铸铁连接板。这样做一方面增加了铸造的技术难 度、增加了零部件的重量，使得制造成本上升； 另一方面由于铝合金与灰铸铁的膨胀系数有差 别，在发动机正常工作情形下容易产生疲劳裂纹 和镶铸件的松动缺陷。纵观铸造产品成型的全过
汽车发动机缸体用ADC12铝合金铸造成分优化
汽车发动机缸体用ADC12铝合金铸造成分优化
摘要：随着汽车工业的蓬勃发展，汽车产业在现代先进科技的支持下朝着轻量化而高速、低排放的方向前进，越来越多汽车使用高性能铝合金替代传统的钢铁材料，尤其是在制造汽车发动机的缸体和缸盖等零部件方面。铸造铝硅合金具备优良的力学性能和成型性能，是铝合金材料使用中相对广泛的一种体系。普通合金力学性能低，提高硅合金的力学性能成为当前需要解决的问题。本文围绕ADC12铝合金出发，分析该合金铸造的成分优化途径的实现。
关键词：汽车；ADC12；成分；铸造；优化
使用铸造铝合金材料制备汽车发动机不仅仅能够提高汽车发动机性能，也可以减轻汽车发动机的重量，与灰铸铁工艺相比，铸造铝合金材料具备更优良的导热性能，使用该材料制备的发动机能够更好散热，避免汽车发动机在工作过程中出现局部高温现象。目前国内外汽车制造多采用共晶与亚共晶铸造硅合金材料来制备发动机缸体，通过一系列的强化处理之后，合金的强度与加工性能明确改善。ADC12铸造铝合金材料有热膨胀系数小和优良的耐腐蚀性能，目前被广泛运用在制作汽车发动机缸体、缸盖、动力工具等零部件中，前景广阔。
1. 汽车发动机缸体材料的发展运用现状
汽车发动机缸体是组成发动机的重要零部件，约占整车总质量的18%，整体结构复杂，壁厚分布不均匀，薄处仅为3~5mm，发动机的工作环境恶劣，在高温与高压状态下工作，最相对运动，刚提零件内部会产生很大的机械应力和热应力，同时要承受多处剧烈的磨损，所以在生产与设计上，汽缸体材料的选择十分关键。目前汽缸体生产材料主要有几种：
①灰铸铁气缸体，这种材料有很好的机械性能与铸造性能、减震性能与耐磨性能，因此成为汽缸体的首选材料。目前灰铸铁缸体铸件材料有 HT200、 HT250、 HT300等。灰铸铁中碳元素形态对材料的力学性能有重要影响，以石墨碳元素形态出现的时候，由于石墨本身具备良好的润滑性能，可防止缸体的剧烈磨损，但是这种材料长而薄，表面平坦端部尖锐，平坦部分很容易造成石墨脱落，而尖锐部分很容易造成应力集中，出现裂纹导致力学性能下降。所以这种材料的使用范围有限。
汽车发动机缸体的铸造工艺
・ｌ０７８・ 铸 造 ＦＯＵＮＤＲＹ ０ｃ１．２００８ ＶｏＩ．５７ ＮＯ．１０
汽车发动机缸体的铸造工艺
黄政
（重庆大江工业集团铸锻公司，重庆４０１３２１）
摘要：根据１．５Ｌ发动机缸体铸件的结构特点，结合生产实际条件，采用中注式浇注系统、卧浇、一箱两件的工艺方 案，利用大孔出流理论对浇注系统进行优化设计，设计出了１．５ Ｌ缸体完整的铸造工艺。该工艺设计方案在提高生产效 率的同时，还保证了产品质量，生产出的铸件合格率达到９８．５％以上。 关键词：缸体；铸件；工艺设计
中图分类号：ＴＧ２４文献标识码：Ｂ文章编号：ｌＯ０１—４９７７（２００８）１０—１０７８—０３
Ｃａｓｔｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ａｕｔｏ Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｙｌｉｎｄｅｒ
ＨＵＡＮＧ Ｚｈｅｎｇ （Ｃａｓｔｉｎｇ—Ｆｏｒｇｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｄａｊｉａｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｇｒｏｕｐ。Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０１３２１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ １．５ Ｌ ｅｎｇｉｎｅ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｏｕｒ ｃｏｍｐａｎｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ｐａｎｉｎｇ－ｌｉｎｅ ｇａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｔｗｏ ｐｉｅｃｅｓ ｐｅｒ ｍｏｕｌｄ ｗｅｒｅ ａｐｐｌｉｅｄ，ｔｈｅ ｇａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｏｒｉｆｉｃｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｆｏｕｎｄｒｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ １．５ Ｌ ｅｎｇｉｎｅ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．ｂｕｔ ａｌｓｏ ｉｎｓｕｒｅｓ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｓｔｉｎｇｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｃｅｎｔ ｏｆ ｐａｓｓ ｏｖｅｒ ９８．５％． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｙｌｉｎｄｅｒ；ｃａｓｔｉｎｇ；ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｅｓｉｇｎ