AC4B 合金低压铸造生产4G1发动机缸盖.pdf

第34卷第3期
黑龙江冶金
Vol 34 No.3
2014年6月
Heilongjiang Metallurgy
June 2014
AC4B合金低压铸造生产4C1发动机缸盖
许建辉',李树春,武雪亮',贾结姓',魏汝民2
(1.哈尔滨东安汽车动力股份有限公司,哈尔150066;2.山东钢铁股份有限公司莱莞分公司
摘要:低压铸造应用非常广泛,调整浇注压力与铝液速率,细化成分要求改善高现场铸造条件的稳定性和兼
容性,对提高4G1发动机缸盖的铸造质量具有重要作用。
关键词:低压铸造;发动机缸盖;ACA4B合金
Production of AC4B alloy low pressure die casting for
4G1 engine cylinder head
Xu Jianhui", Li Shuchun, Wu Xueliang, Jia Xushen, Wei Rumin
1. Harbin Dongan auto power Co, Ltd. Haerbin 150066 China
2. Shandong iron and steel Co, Lt
td., Laiwu plant
Abstract: Low pressure casting is widely used. It plays an important role in improving the quality of
casting 4G1 engine cylinder head by adjusting pouring pressure and liquid aluminum casting rate, and
refining component requirements to better the casting conditions with high stability and compatibility
Key Words: low pressure die casting; engine cylinder head; AC4B alloy
低压铸造是一种先进的铸造生产工艺,低压新模具刚刚进人批量生产状态,对缸盖质量造成
铸造是介于压力铸造与重力铸造之间的一种铸造一定影响,铸件产品合格率为95.85%,机加质量
方法,具有金属液充型平稳、铸件组织致密、工艺合格率稳定在96.82%。公司技术人员对铸件存
出品率高、易实现自动化等优点,特别适合生产结在的问题做了认真研究,提出几项改进方案,付诸
构复杂的薄壁铸件,应用非常广泛。近年来,低压实施,旨在进一步降低铸件内外部不良铸造缺陷
铸造技术得到了长足的发展,出现了一些新工艺提高产品合格率
和技术,改善了低压铸造产品的质量,提高了铸件
的成品率。
1AC4B合金的基本化学成分的细化
低压铸造的基本原理:金属液在气体压力作
气缸盖低压铸造所采用AC4B牌号铝合金
用下,沿升液管自下而上通过浇道缓慢进人充填(日本JS2技术标准)铸造,经过分析可知,材
型腔和冒口,然后增压保压直至铸件完全凝固,最料成分类似于我国Z7L106合金,但略有差异。表
后解除压力,使升液管和浇道中尚未凝固的金属所示AC4B合金的名义成分。
液由于自重流回保温炉或坩埚中。
表1AC4B合金的名义成分
/%
4C1发动机缸盖是我公司的主要产品,2008
Si
年以来,销量逐年激增,产品供不应求。降低产品
0.1~0.47.0~102.0~4.0
:0.3
不良率,减少废品损失成为我公司关注的焦点。
2010年4月,4G1缸盖所使用的旧模具逐渐老化,
0.9
≤0.2
余量
收稿日期:2014-02-21
作者简介:许建辉(1974-)男,现从事铸造专业,工程师。
第3期
许建辉,等:AC4B合金低压铸造生产4C1发动机缸盖
在4G1发动机缸盖供货合同中,规定的AC4B一模具准备一浇注一热处理一除砂-一切割浇冒口
合金的名义成分要求范围相对较宽,如果在实际一清理。低压铸造机、模具与合金材料是低压铸
冶炼中仍按名义成分操作,就不能对铸件的实际造生产工艺的二大要素,决定低压铸造件的质量。
成分进行严格控制,这会对铸件质量的稳定性存低压铸造的核心在于浇注工艺,包括升液、充型
在一定的影响。我公司对AC4B合金的供货要求增压、保压、卸压和冷却几个阶段。低压浇注的主
的化学成分进一步细化,合金成分控制范围更加要工艺参数有压力、温度和时间,其中压力控制比
准确,这样可以降低实际生产中铸件质量的波动。较重要,低压铸造中,如果铸型内排气顺利,则压
表2是AC4B合金的成分细化后的要求值。
力每上升0.001kg/cm2,升液管内的铝液上升
表2AC4B合金的成分细化值
/%4mm,对浇注过程及铸件质量的影响最大。通过
Si
改变浇注压力和调整铝液从进人型腔到充满型腔
0.25~0.48.5~9.02.5~4.0
≤0.3
≤1.0
的速度,来改善4G1缸盖产品铸件质量。
Ti
表3为三组4G1缸盖产品铸件的试验结果,
≤0.9
≤0.5
≤0.2
余量
第二、三组的机加性能优于第一组。增加第二、三
组试验铸件数量,考察试验的重现性,试验结果见
在相同熔炼精炼条件下,精炼温度(70±表4,适当减小铝液冲入型腔速率、增加充型后的
10)℃、精炼时间(600±20)s、精炼转速200~压力,对铸件质量有所改善。后来经过几个批次
300rpm、气流量(20±5)Imin。经过化学成分试验,气密性不良率可达到0.17%,试验前景看
细化,显微镜下组织相同,对AC4B合金铸件的机好。
械加工性能没有明显的不良影响。
2浇注条件的分析与探索
我公司低压铸造基本工艺:制芯-合金熔炼
表3压力参数试验结果
组数试验参数tレs、P/(kg"cm-2)送机加数量
机加废品数
机加粘胶情况
第一组时间:7、23、28压力:15、27、31
机加气性废品1件,不良率0.38%粘胶10件,粘胶不良率3.9%
第二组时间:7、23、28压力:15、26、31
157
机加2件安装边变形废品,不良率1.27%粘胶5件,粘胶不良率3.18%
第二组时间:7、24、29压力:15、27、31
机加1件安装边变形废品,不良率0.63%粘胶2件,粘胶不良率1.26%
表4压力参数重现性试验结果
组数
试验参数レs、P/(kg?cm-2)
送机加数量
机加废品数
第组
时间:7、23、28压力:15、26、31
518
废品5件,其中气性废品4件,不良率0.97%
第三组
时间:7、24、29压力:15、27、31
604
废品15件,其中气性废品7件,不良率2.48%
3结语
如何实现顺序凝固。调整浇注压力与铝液速率,
适当减小铝液冲入型腔速率和增加充型后的压
低压铸造缸盖的根本还是在于建立顺序凝固力,对改善铸件质量,提高现场铸造条件的稳定
的温度场,如何能够保证顺序是解决缸盖缺陷的性、兼容性具有重要作用。
关键。因此,应该在冷却系统上、模具结构上考虑