组芯造型工艺条件下提高铝缸体铸件性能的研究

摘要

现代汽车工业重视轻量化、高强化、绿色化,使用轻型高强材料生产汽车部件尤其是发动机缸体成为大势所趋。铝合金因其质轻高强的特点以及优良的工艺性能广泛应用于交通、航天等方面,特别适合生产轻型薄壁缸体铸件。传统砂型铸造方法生产的铝合金缸体往往会出现铸件尺寸精度低,性能表面质量差等问题,不能满足日益提高的缸体铸件的技术要求。精密组芯造型工艺能生产具有复杂腔体且对尺寸精确度有较高要求的大型铸件,受到许多汽车缸体制造企业的关注。然而在大规模采用精密组芯造型工艺生产铝合金缸体铸件之前,还必须通过优化各工艺环节和处理方法,进一步提高铝合金材料的性能。
　　 本文通过砂型的选择、变质方案的优化以及合理地时效温度处理等一系列环节,研究其对A356合金精密组芯造型条件下铸件性能的影响,根据试验结果总结出最优方案,探讨改进精密组芯工艺以达到广泛推广目的的可能性。同时尝试通过模拟二次枝晶间距DAS与力学性能的回归分析式,建立快速检测铸件质量方法,便于企业生产过程中的检测和质量控制。
　　 试验结果发现:采用宝珠砂作为造型材料代替普通硅砂,配合合理的树脂成分,在兼顾了材料成本的同时,能有效的提高铸件延伸率。采用Al-10Sr/Al-5Ti-B联合变质,相比Al-10Sr单独变质进一步提高了铸件强度,但塑性有所降低。不同的时效处理对缸体铸件性能影响不同,人工时效注重强度的提高,而自然时效侧重保留良好的延伸率。通过二次枝晶间距结合力学性能加以分析计算,证明两者存在对应关系,根据其可以建立快速检测阙值,方便企业检测产品合格率。
　　 通过采用便宜且有效的砂型材料、提高变质效果避免缺陷、去除昂贵的处理设备、调整热处理参数,保证产品的高尺寸精确度及低废品率等措施,结合快速检测手段可以很好的降低生产成本,提高铝合金缸体竞争力,适合企业推广应用。