铝合金水冷缸头低压铸造缺陷分析及优化

合集下载

低压浇铸铝件主要质量缺陷

低压浇铸铝件主要质量缺陷

低压浇铸铝件主要质量缺陷说到低压浇铸铝件,大家可能都不陌生,这玩意儿可是广泛应用于咱们的汽车、机械、电子产品等各行各业。

看似简单,做出来的铝件却关乎着很多事情的成败。

你想啊,铝件的质量如果不过关,整台设备可能就得“罢工”。

一不小心,车子开到一半发动机就“罢工”,那可真是笑不出来的事。

今天咱就聊聊低压浇铸铝件常见的几种质量缺陷,帮大家避开这些坑,省得以后心烦。

最常见的一个缺陷就是气孔。

说起气孔,大家是不是都能脑补出一颗颗小泡泡藏在铝件里面?这种情况一般发生在铝液浇注过程中的空气没能及时排出,导致铝件里留下一堆“气泡”。

这气孔可能不大,但却会影响铝件的强度。

你想,如果铝件本身承受的压力越来越大,气孔就像定时炸弹一样,轻轻一碰,铝件可能就裂开了,想想就觉得可怕。

更糟糕的是,气孔还容易导致铝件外观不整洁,像是没打理的“老年斑”一样,影响美观。

再来说说“夹杂物”这个问题。

夹杂物不是啥外星物质,而是铝液中混入了杂质,可能是炉渣、铁屑或者是其他不该有的东西。

没准儿铝液浇灌过程中,这些不速之客就偷偷溜进了铝件的内部。

你想啊,这么一来,铝件的表面质量会大打折扣,甚至在高强度工作下,夹杂物还会引发裂纹,影响铝件的使用寿命。

所以,铝件做出来后,一定要仔细检查,看看有没有这些“不明物体”藏在里面。

有的朋友可能会问,“铝件表面看起来光亮亮的,怎么可能有这种问题?”嘿嘿,外表的光鲜可不能代表一切,内在才是关键。

再比如“缩孔”这事儿,它发生的原因是铝液在冷却过程中没有充分地补充,导致铝件的某个部位就像空心一样,形成了一个“凹陷”。

你说这不折腾人吗?尤其是在那些承重或者承压的部位,缩孔就相当于一个隐形的“漏洞”,以后再用的时候,怕是要冒出点麻烦。

不少铝件还会碰到“裂纹”的问题。

这可就不单纯是表面上的裂了,而是整个铝件在压力下“爆裂”的情况。

这种裂纹一般都是由于浇铸温度、冷却速度等控制不当引起的。

如果铝液浇灌时温度太高,铝液就容易和模具之间产生大温差,直接导致裂纹发生。

铸造铝合金热处理质量缺陷及其消除与预防

铸造铝合金热处理质量缺陷及其消除与预防

铸造铝合金热处理质量缺陷及其消除与预防铝合金铸件热处理后常见的质量问题有:力学性能不合格、变形、裂纹、过烧等缺陷,对其产生原因和消除与预防方法分述如下。

〔1〕力学性能不合格通常表现为退火状态伸长率〔6 5〕偏低,淬火或时效处理后强度和伸长率不合格。

其形成的原因有多种:如退火温度偏低、保温时间缺乏,或冷却速度太快;淬火温度偏低、保温时间不够,或冷却速度太慢〔淬火介质温度过高〕;不完全人工时效和完全人工时效温度偏高,或保温时间偏长;合金的化学成分出现偏差等。

消除这种缺陷,可采取以下方法:再次退火,提高加热温度或延长保温时间;提高淬火温度或延长保温时间,降低淬火介质温度;如再次淬火,则要调整其后的时效温度和时间;如成分出现偏差,则要根据具体的偏差元素、偏差量,改变或调整重复热处理的工艺参数等。

〔2〕变形与翘曲通常在热处理后或随后的机械加工过程中,反映出铸件尺寸、形状的变化。

产生这种缺陷的原因是:加热升温速度或淬火冷却速度太快〔太剧烈〕;淬火温度太高;铸件的设计构造不合理〔如两连接壁的壁厚相差太大,框形构造中加强筋太薄或太细小〕;淬火时工件下水方向不当及装料方法不当等。

消除与预防的方法是:降低升温速度,提高淬火介质温度,或换成冷却速度稍慢的淬火介质,以防止合金产生剩余应力;在厚壁或薄壁部位涂敷涂料或用石棉纤维等隔热材料包覆薄壁部位;根据铸件构造、形状选择合理的下水方向或采用专用防变形的夹具;变形量不大的部位,则可在淬火后立即予以矫正。

〔3〕裂纹表现为淬火后的铸件外表用肉眼可以看到明显的裂纹,或通过荧光检查肉眼看不见的微细裂纹。

裂纹多曲折不直并呈暗灰色。

产生裂纹的原因是:加热速度太快,淬火时冷却太快〔淬火温度过高或淬火介质温度过低,或淬火介质冷却速度太快〕;铸件构造设计不合理〔两连接壁壁厚差太大,框形件中间的加强筋太薄或太细小〕;装炉方法不当或下水方向不对;炉温不均匀,使铸件温度不均匀等。

消除与预防的方法是:减慢升温速度或采取等温淬火工艺;提高淬火介质温度或换成冷却速度慢的淬火介质;在壁厚或薄壁部位涂敷涂料或在薄壁部位包覆石棉等隔热材料;采用专用防开裂的淬火夹具,并选择正确的下水方向。

铝合金铸造常见缺陷与对策

铝合金铸造常见缺陷与对策

铝铸件常见缺陷及整改办法铝铸件常见缺陷及整改办法1、欠铸(浇不足、轮廓不清、边角残缺):形成原因:(1)铝液流动性不强,液中含气量高,氧化皮较多。

(2)浇铸系统不良原因。

内浇口截面太小。

(3)排气条件不良原因。

排气不畅,涂料过多,模温过高导致型腔内气压高使气体不易排出。

防止办法:(1)提高铝液流动性,尤其是精炼和扒渣。

适当提高浇温和模温。

提高浇铸速度。

改进铸件结构,调整厚度余量,设辅助筋通道等。

(2)增大内浇口截面积。

(3)改善排气条件,增设液流槽和排气线,深凹型腔处开设排气塞。

使涂料薄而均匀,并待干燥后再合模。

2、裂纹:特征:毛坯被破坏或断开,形成细长裂缝,呈不规则线状,有穿透和不穿透二种,在外力作用下呈发展趋势。

冷、热裂的区别:冷裂缝处金属未被氧化,热裂缝处被氧化。

形成原因:(1)铸件结构欠合理,收缩受阻铸造圆角太小。

(2)顶出装置发生偏斜,受力不匀。

(3)模温过低或过高,严重拉伤而开裂。

(4)合金中有害元素超标,伸长率下降。

防止方法:(1)改进铸件结构,减小壁厚差,增大圆角和圆弧R,设置工艺筋使截面变化平缓。

(2)修正模具。

(3)调整模温到工作温度,去除倒斜度和不平整现象,避免拉裂。

(4)控制好铝涂成份,成其是有害元素成份。

3、冷隔:特征:液流对接或搭接处有痕迹,其交接边缘圆滑,在外力作用下有继续发展趋势。

形成原因:(1)液流流动性差。

(2)液流分股填充融合不良或流程太长。

(3)填充温充太低或排气不良。

(4)充型压力不足。

防止方法:(1)适当提高铝液温度和模具温度,检查调整合金成份。

(2)使充填充分,合理布置溢流槽。

(3)提高浇铸速度,改善排气。

(4)增大充型压力。

4、凹陷:特征:在平滑表面上出现的凹陷部分。

形成原因:(1)铸件结构不合理,在局部厚实部位产生热节。

(2)合金收缩率大。

(3)浇口截面积太小。

(4)模温太高。

防止方法:(1)改进铸件结构,壁厚尽量均匀,多用过渡性连接,厚实部位可用镶件消除热节。

低压铸造常见缺陷分析与防治方法

低压铸造常见缺陷分析与防治方法
防措施
2 1气孔 . () 理控 制 液 态 金 属 的 充 型 速 度 , 1合 应 尽 可 能 缩 短 熔 炼 时 间 , 少 液 态 金 属 吸 气 减 量 , 对 于厚 大铸 件 的 上 部 , 当增 加 一 定 而 适 的 加 工 余 量 , 便 加 工后 去 除 缺 陷 。 以 () 态金 属 可 用 六 氯 乙烷 或 氢 气 精 炼 2液 ( ) 生 原 因 : 当液 态 金 属 冷 却 和 凝 去 气 或真 空 去 气 , 气 后应 立 即 扒 渣 , 后 2产 ① 去 而 固时 , 因气 体 溶 解 度下 降析 出气 体 , 不及 迅 速 浇 注 , 防 再 吸 气 。 来 以 排 除 , 铸 件 产生 “ 气 ” 使 包 现象 , 由于 冷 铁 ② ( ) 料 时 应 先 投 入 熔 点 低 的料 , 次 3投 依 可减 少 金 属 吸 气 量 少 , 此 表 面 覆 砂处 理 不 好 以 及 烘 烤 不 充分 而 留有 投入 熔 点 高 的料 , 水 分 和 其 它发 气 物 质 , 型 壁物 质 同液 态 外 , 在 铸 性 内 按 放 过 滤 片除 去 金 属 液 中 ③ 可 金 属 之 间或 在 液 态 金 属 内 部 发 生化 学 反 应 的 渣 和 气 。 所 产 生 的 气孔 。 ( ) 细刷 涂 料 , 破 损及 时 补刷 , 4仔 有 确保 涂料的完整性, 细准备冷铁, 仔 严防 冷 铁 在 1 2缩孔及 缩松 . () 陷特 征 : 1 缺 ①在铸 件厚 实和 铸 件最 后 使 用 前 返 潮 。 凝 固的 部位 常 出现不 规 则 黑色 斑 点的 缩孔 ・ 2 2缩 孔及 缩松 . ( ) 强顺 序 凝 固 , 证 浇 道 处 的补 缩 1加 保 ②在 铸 件 壁 厚 差 较大 的拐 角 处 和 浇 口与铸 件衔接 处 常 出现 容积 大而 集 中的 缩孔 - ③疏 条 件对 局部 热 节处 应 采取 强 制冷 却措 施 , 以 对局 部 松一 般在 铸 件上 厚大 截 面的 最后 凝 固处 、 铸 调 节 出一 个符 合 补缩 的温 度 场分 布 , 影 响补 缩 的 “ 冷节 ” 可在 背 后 的四 周钻 孔铣 。 件厚 度 不 均 匀的 过 渡 处 、 道 附 近 。 浇 然后 充 填 绝 热材 料 , 增大 热 阻 。 以 ( ) 生 原 因 : 铸 件 壁 厚 处 冒 口补 缩 槽 , 2产 ① 能 力不 足 , 件 冷却 速度 过快 , 铸 来不 及补 缩 , () 当 降低浇 注 温 度 , 制 不 同厚 度 处 2适 控 适 以 ②浇道 与铸 件 衔接 处 截面 过小 , 使金 属 液 过 的冷 却速度 , 当加大 内浇道 直径 , 防出现 采 早 凝 固 , 而 破 坏 顺凝 固 固条 件 。 从 ③浇 道 与 冷隔 及浇 不 足 , 用薄 而 宽的 内 浇道 使其 在 铸 件衔 接处 截面 之 比过 大 或过 小 , 件 补缩 二次 膨胀 前 凝 固封 闭 , 以 消除 缩 孔缩 松 。 铸 可 () 制 铸 件 各 部 位 的 冷 却 速 度 , 铸 3控 使 压 力 低 , 立 筒补 缩 范 围小 , 生 疏 松 。 使 产 型温 度 分 布 合理 , 部 温 度 偏 高 , 上 下部 温 度 1 3夹 渣 . 分 即 () 1缺陷 特征 : 夹渣 出现 在 型腔 中金 属 液 偏 低 , 布 合理 铸 型 热 容 , 上 部 热 容 小 。 流 动受 阻的 地 方 , 比如 : 件 浇 注位 置 上 表 下 部 热 容 大 , 大 浇 道 截 面 积 或 加 快 铸 件 铸 增 使铸 件 比浇 口处 先 冷 , 消除 浇 面、 型芯 的 下 面及 铸 件 死 角 处 等 , 表 面 形 的冷 却 速 度 , 其 状不规 则和 比较 粗糙 , 断面 上显 现 暗黑 色 道 与 铸 件 处 热 节 , 快 铸 件 厚 实 处 的 冷 却 破 加 速 度 , 小 浇 道 与 铸 件 的衔 接 面 积 。 缩 无光 泽 深 浅不 一 的 夹 杂物 , 续 分 布 。 断 () 2 产生 原 因 : 因浇 注 不 当 带进 杂物 , 如 2. 3夹 渣 ( ) 注 时 液 流 速 应 平 衡 缓 和 , 少 冲 1浇 减 升液 管 内 的 熔渣 , 型 中脱 落 的涂 料 , 型 铸 砂 中的 粉 尘 等 等 , 外 , 中的 氧 化夹 渣未 清 击 力 , 采 用蛇 形 浇 I和 底 注 式 浇 注 系统 l 此 液 宜 I 2仔 除干净 , 炉料 不 清 洁 , 回炉 料 使 用 量 过 多 , ( ) 细清除 增祸 液面 上和升液 管内的熔 渣 , 止祸 、 防 升液 管 、 铸型 内的 涂料 脱 落 ,3 () 充型 速 度 太 快 , 会 产 生 夹 渣 。 都 1 4裂 纹 . () 陷 特征 : 纹 分 热裂 和 冷 裂 两 种 , 1缺 裂 热 裂 表 面 出现 彼 此 分 裂 的 结 晶 体 , 强 烈 有 的 氧化 现 象 , 沿 晶体 边 缘 裂 开 , 缝 呈氧 并 裂 化 黑 色 , 状 不 规 则 , 锯 齿 状 , 裂 沿 晶 形 呈 冷

《低压铸造铝合金车轮主要缺陷分析与控制》

《低压铸造铝合金车轮主要缺陷分析与控制》

《低压铸造铝合金车轮主要缺陷分析与控制》篇一一、引言低压铸造铝合金车轮以其轻量化、高强度、良好的耐腐蚀性等特点,在汽车制造领域得到了广泛应用。

然而,在生产过程中,由于多种因素的影响,常常会出现一些主要缺陷,这些缺陷不仅影响产品的性能,还可能对使用安全构成潜在威胁。

因此,对低压铸造铝合金车轮的主要缺陷进行分析和控制显得尤为重要。

本文将就低压铸造铝合金车轮的主要缺陷进行深入分析,并提出相应的控制措施。

二、低压铸造铝合金车轮主要缺陷分析1. 气孔缺陷气孔是低压铸造铝合金车轮中常见的缺陷之一。

其主要原因是铸造过程中熔体中溶解的气体在凝固时未能及时逸出,导致在铸件内部形成气孔。

气孔的存在会严重影响车轮的力学性能和耐腐蚀性。

2. 缩松和缩孔缺陷缩松和缩孔是由于铝合金在凝固过程中收缩而未能得到充分补缩所引起的缺陷。

这种缺陷会导致车轮的力学性能下降,甚至出现裂纹和断裂等现象。

3. 表面质量问题表面质量问题主要包括轮毂表面的砂眼、夹杂物等。

这些问题的出现往往是由于模具清洁度不够、涂料选择不当或操作工艺不当等原因造成的。

三、主要缺陷的控制措施1. 气孔缺陷控制为减少气孔的产生,可以采取以下措施:一是严格控制熔炼温度和时间,保证熔体充分溶解和净化;二是合理设计浇注系统和排气系统,确保气体能够顺利排出;三是优化铸造工艺参数,如铸造压力、保压时间等。

2. 缩松和缩孔缺陷控制为防止缩松和缩孔的产生,可以采取以下措施:一是合理设计铸件结构,保证其具有良好的补缩能力;二是通过提高铸造压力和延长保压时间等方式,增强铝合金的补缩效果;三是采用预热和后热处理等方式,降低铸件内部的应力。

3. 表面质量控制为提高轮毂表面的质量,可以采取以下措施:一是保持模具的清洁度,定期对模具进行清洗和维护;二是选择合适的涂料和涂料工艺,提高模具的表面质量和耐热性;三是优化操作工艺,如调整浇注速度、温度等参数,减少表面问题的产生。

四、结论低压铸造铝合金车轮的缺陷控制是保证产品质量、提高生产效率的关键环节。

铝合金压铸件常见缺陷及改进方案

铝合金压铸件常见缺陷及改进方案
根据产品表面积碳的严重程度,及实际需要,定期清理模具。
10、缺肉或多肉
特征:
铸件表面多出一部分,或少一部分。
检查方法:
目测或测量,判断是否影响成品质量。
模具连续生产后,开裂或其他故障。
修理模具。
11、孔异常
(孔位偏斜)
(孔堵塞)
特征:
铸件孔位偏斜、不通。
检查方法:
直接或解剖后目测,判断是否影响后道加工及成品质量。
5)型壁表面粗糙。
6)涂料喷涂不到位。
7)铝合金中含铁量低于0.6%。
1)修正模具,保证拔模斜度。
2)打光压痕。
3)合理设计浇注系统,避免金属流对冲型芯、型壁,适当降低填充速度。
4)修正模具结构。
5)打光模具表面。
6)涂料用量薄而均匀,不能漏喷涂料。
7)适当增加含铁量至0.6~0.8%。
3、冷隔
(冷接、对接)
检查方法:
目测,判断是否影响后道加工。
1)压射前机器的锁模力调整不佳。
2)模具及滑块损坏,闭锁元件失效。
3)模具镶块及滑块磨损。
4)模具强度不够造成变形。
5)分型面上杂物未清理干净
6)投影面积计算不正确,超过锁模力。
7)压射速度过高,形成压力冲击峰过高。
1)检查合模力或增压情况,调整压射增压机构,使压射增压峰值降低。
3)提高模具温度。
20、印痕
(顶杆凹凸)
(推杆/镶块印痕)
(滑块拼接印痕)
特征:
铸件表面由于模具型腔磕碰及推杆、镶块、滑块等零件拼接所留下的凸出和凹下的痕迹。
检查方法:
测量铸件表面,判断是否影响成品质量。
1)推杆调整不齐或端部磨损。
2)模具型腔、滑块拼接部分和其活动部分配合欠佳。

铝合金铸锭主要缺陷特征、形成原因及防止、补救方法

铝合金铸锭主要缺陷特征、形成原因及防止、补救方法

铝合金铸锭主要缺陷特征、形成原因及防止、补救方法1、化学成份不合格▲缺陷特征及发现方法最终分析结果主要合金元素或杂质含量超标●形成原因1、配料中宜烧损元素取值不合适或计算有误;2、中间合金不符合标准;3、清炉、洗炉不彻底残留有上炉的铝合金及杂质;4、不同合金料相混;5、加镁后停留时间过长,并且无覆盖剂保护、使合金液氧化烧损严重;6、没有彻底搅拌,成分不均匀,导致取样不能反应出真实情况;7、炉前分析不正确。

★防止办法及补救措施1、在配料中,易烧损元素取技术标准上限或经验烧损值的上限,并经过仔细校对,;2、选用符合标准的成分分析值准确的中间合金配料;3、转炉前彻底清炉、洗炉,清洗浇包及工具;4、检查和鉴定炉前分析仪表是否有故障,如有故障,应送有关计量部门或出产厂家或其他维修站修复鉴定;5、严禁加镁后停留时间超过十分钟,并用保护性覆盖剂;6、按分析化验取样技术要求规定取样,取样前要充分搅拌合金液;7、严禁使用混装的废料和不明成份的炉料。

2、气孔▲缺陷特征及发现方法铸锭表面或内部出现的大或小的孔洞,形状比较规则;有分散的和比较集中的两类;在对铸锭作外观检查或机械加工后可发现。

●形成原因1、炉料带水气,使熔炉内水蒸气浓度增加;2、熔炉大、中修后未烘干或烘干不透;3、合金液没有覆盖保护或过热;4、熔炉、浇包工具等未烘干;5、浇注时合金液流动不连续平稳、产生涡流,卷入了气体;6、合金液精去气不充分;7、煤、煤气及油中的含水量超标。

★防止办法及补救措施1、严禁把带有水气的炉料装入炉中,装炉前要在400度左右温度下烘烤2H;2、严格按工艺对大修、中修后的炉子进行烘烤;3、熔化前按工艺要求对熔炉、浇注工具、熔剂等进行烘烧,然后才可使用;4、选用合适的精炼方法和效果好的精炼剂充分精炼合金液,精炼后加覆盖剂保护。

如果精炼后静置时间超过6H,则要进行二次精炼方可浇注或使用;5、控制浇注时液流连续均匀地浇注,未注完锭模不要中断;6、使用含水量符合要求的煤或煤气、油等燃料熔化合金液。

低压铸铝加工后出现的问题

低压铸铝加工后出现的问题

低压铸铝加工后出现的问题
低压铸铝加工后可能出现以下问题:
1. 气孔:低压铸铝过程中,若铝液中存在气体或其他杂质,则在铸造过程中会形成气孔,影响铝件的质量和强度。

2. 破损:低压铸铝过程中,如果铝液进入模具时速度过快或压力过大,可能导致模具破裂或铝件损坏。

3. 热裂纹:低压铸铝件在冷却过程中可能会产生热应力,导致铝件出现裂纹。

这通常是由于铝液冷却过快或不均匀,导致铝件表面和内部产生不同程度的收缩。

4. 变形:低压铸铝件在冷却过程中,由于内部和外部温度不均匀,可能会出现变形。

这种变形可能导致铝件无法满足设计要求或无法与其他部件组装。

5. 肉眼可见的疵点:低压铸铝过程中,由于模具不良或操作不当,可能会在铝件表面形成肉眼可见的疵点,如斑点、划痕等。

6. 尺寸偏差:低压铸铝时,模具和铝液的热膨胀和收缩导致尺寸偏差。

这可能需要通过后期加工或热处理来纠正。

7. 冷隔:低压铸铝过程中,如果铝液填充模具过程中存在的空隙不能完全填满,就会产生冷隔。

冷隔会导致铝件的局部强度降低。

要解决这些问题,可以通过提高工艺控制、优化模具设计、优化铝合金配方、选择合适的冷却方式等措施来改善低压铸铝加工的质量。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

铝合金水冷缸头低压铸造缺陷分析及优

摘要:水冷缸头是一种常用的散热装备,冷却水通过杠头来降低温度,具有
良好的散热效果,可以保障发动机在温度适宜的环境中运行,使发动机使用更加
安全,也可以强化动力性能。

在水冷缸头铸造方面,可以采用铝合金材料。

通常,铝合金水冷缸头低压铸造可能出现漏气、气孔等缺陷问题,本文对这些缺陷问题
进行分析,并且提出了对应的优化对策。

关键词:铝合金;水冷缸头;低压铸造
在制造工业中,低压铸造是一种比较常见的工艺手段,在密封环境中,压缩空气使压力降低,金属液随之上升到铸型中,等到凝固铸造即可完成。

在有色金属零件中,该工艺的应用较为广泛。

铝合金水冷缸头就采用这种铸造工艺,在实际铸造的过程中,要严格控制气道表面,保障水冷缸头复杂的铸造结构
可以符合标准。

影响铸造质量的因素有很多,包括燃烧室条件等等。

如果没有控
制各项影响因素,可能出现变形、缩孔等缺陷问题,严重影响水冷缸头质量,同
时也会增加生产成本。

所以,要采取有效的缺陷优化对策,生产更多品质优良的
水冷缸头。

一、缸头铸件结构
在汽车发动机中,缸头是重要的组成结构之一,也是发动机稳定运
行的关键构件。

缸头结构比较复杂,以凸轮轴结构为主,该结构和活塞、缸体构
成了燃烧室。

铸件结构主要包括燃烧室、气门室、气道三个部分。

如果燃烧室中
的油气爆炸,则温度可以上升到1100℃,爆燃产生高温会冲击内壁,使压力峰值
提升,最高可以达到7MPa。

在分析铸造缺陷前,要明确铸件的结构构成,掌握铸
件的生产工艺[1]。

本文所述水冷缸头采用天然气熔化炉熔炼工艺铸造生产,运用
先进的砂芯制造工艺,即热芯盒覆膜砂工艺,铝合金金属配比具有较高的精准性,
通过铸造精准除渣,可以满足使用需求。

在实际生产中,对工艺技术有较高的要求,要确保精准度和生产质量,严格控制各类缺陷问题。

二、铝合金水冷缸头低压铸造缺陷分析
(一)漏气
在水冷缸头低压铸造的过程中,经常会出现漏气缺陷。

为保障铸造
质量,必须要严格控制产品生产技术,生产结束后应该进行密封实验,精准检测
铸件密封性。

在实验过程中,设置压力等级为DK2,根据Q/LK J16-2006设置允
许泄漏值。

采取密封实验,可以检测水冷缸头是否完整密封,通过实验及时发现
漏气缺陷。

可以在水道环境中展开实验测试,如果泄漏值超过标准值范围,则说
明铸件存在泄漏问题。

通常,铸件开发阶段出现泄漏缺陷的概率较高,约35%。

(二)缩松
缩松也是比较常见的一个问题,所谓缩松,就是在加工铣面的环节中,铸件某个部位出现小孔和裂隙,此类孔隙缺陷具有形状不规则的特点。

通常,盖面比较容易出现缩松缺陷,轻微的缩松缺陷比较浅,形状可能接近圆形且比较小,不仔细察看很难发现,这个缺陷通常在链腔外壁出现,缺陷有明显的规律性,所以主要对该位置进行检查,可以及时发现缩松缺陷,为缺陷优化打下基础。

(三)气孔
在金属液体充型的环节中,型芯中进入气体,没有及时排放多余气体,最终导致气孔缺陷。

水冷缸头铸造的过程中,气孔缺陷普遍为侵入性气孔。

相比于缩松缺陷,该缺陷更大,一般可以达到几毫米,形状也比较规则,通常为
球形或者扁球形,内壁十分光滑且整洁[2]。

通常,在进出气的导管中容易出现气
孔缺陷,如果导管内部存在气孔缺陷,可以采用X射线检查缺陷。

由于一些气孔
处在比较隐蔽的位置,即使采用X射线探伤技术也很难检查出来,造成铸件质量
受到影响,同时也增加了检查工作的难度。

三、铝合金水冷缸头低压铸造缺陷优化
为解决水冷缸头铸造中的漏气缺陷,需要采取有效的优化措施,在漏气实验
环节严格检查,如果发现漏气缺陷,应该及时分析产生漏气缺陷的原因,然后采
取对应的优化措施。

为明确漏气位置,技术人员可以先采取湿式测漏实验,将出
现漏气缺陷的缸头作为实验对象,严密封堵各个水道的出口和进口,将压缩空气
注入,在水中倒放实验装置,观察水中气泡,确定大小和位置。

经过实验,可以
明确漏气位置,然后对局部进行解剖分析,确定更加精准的缺陷位置。

经过实验
可以发现,装置密闭性较差,漏气缺陷明显,位于毛坯壁比较厚的位置,同时有
潜在的缩松隐患,主要受到冷却速度的影响。

针对漏气缺陷,可以采用改进模具的方式来处理,进一步提升铸造工艺的精
密度,降低水冷缸头在铸造过程中出现缺陷的概率。

技术人员应该扩大浇口,提
升补缩效果[3]。

为了减小热节,可以根据实际情况将毛坯预铸孔数量增加,以此
来减少热力应力集中,降低冷却速度,避免内部受到迅速冷却的影响,可以有效
控制漏气缺陷的发生概率。

不仅如此,还要关注冷却通道的散热效果,在低压铸
造的过程中,应该采取有效的通风手段,根据需求增加冷却通道,提升冷却效果,降低热力集中应力,避免漏气缺陷。

(二)缩松原因和优化措施
缩松主要出现在铣面环节,具有不规则的特点,通常发生在该面上。

虽然形
状不固定,但位置比较固定,所以可以根据规律检查,确定大致位置后详细分析
缺陷原因。

在冒口和冒口中间的位置出现缺陷,间距比较小。

铸造的过程中,在
热量的影响下会出现热节,经过分析可知,缩松主要因为没有及时补缩导致,在
凝固的过程中,比较薄的位置先凝固,影响补缩通道形成,造成压力增加,进而
出现缩松缺陷。

针对该缺陷,可以通过改进模具的方式来降低缺陷发生概率。

在比较容易出
现该缺陷的位置进行局部加工,减少余量,将原本4mm的余量调整为2mm。

具体
可以根据实际需求进行调整,也可以缩减为1.5mm,通过缩减余量,可以改善热节,缩松缺陷也就随之减少。

气孔是水冷缸头铸造中始终无法根除的问题,在每个铸造环节中都可能出现
该缺陷问题,所以该缺陷的控制和优化难度较高。

在开发阶段到产品使用,导管
壁都很容易出现气孔缺陷,造成该缺陷的原因有很多,主要因为充型环节中,卷
入气体或型腔、型芯中的气体没有顺畅排出,进而出现浸入性气孔。

相比于前两种缺陷,气孔缺陷的优化难度更大。

也要从改进模具入手,提升
模具的排气功能,根据实际要求采取科学的设置手段和多样化的排气方式。

在充
型过程中改进模具,在死角位置进行多个排气设计,也可以在砂芯、芯头位置设
计气槽,通过排气槽、排气孔将多余气体排出缸头。

此外,工作人员可以强化杠
杆间隙来提升排气效果。

上述措施都可以优化气孔缺陷,但一些隐蔽气孔缺陷难
以解决。

可以减少发气量降低气孔缺陷的发生概率,选择砂芯原材料的过程中,
要尽可能选择发气量比较小的覆膜砂。

不仅如此,还要对砂芯进行长时间烘烤,
降低浇筑环节的发气量,对浇筑参数进行适当调整,通过多种手段控制气孔缺陷。

结语:
综上所述,在铝合金水冷缸头低压铸造的过程中,容易出现气孔、
缩松和漏洞三种缺陷。

为了优化缺陷,应该先分析缺陷产生的原因,然后采取对
应的优化措施。

可以从模具优化入手,根据缺陷原因对各个生产环节进行调整,
降低缺陷发生概率,保障铸件质量。

参考文献:
[1]志成铸造团队. 铝合金汽缸头水道泄漏问题改善过程浅谈[C]//.2020重
庆市铸造年会论文集.,2020:161-163.
[2]余永龙.铝合金水冷缸头低压铸造缺陷分析及优化对策[J].内燃机与配
件,2020(14):106-107.
[3]王磊, 郑峰峰, 韩明,等. 铝合金低压铸造中孔洞类缺陷及预防措施浅析[J]. 铸造技术, 2021, 42(11):969-972.。

相关文档
最新文档