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铝合金低压铸造

2019-04-03 13:24:02 yx8 130

概述

低压铸造法的雏形可以追溯到上世纪初。适用于铝合金是1917年在法国,1924年在德国提出的申请,但并没有形成大规模的工业生产。为商业的目的而开始生产是在二战以后的1945年,由英国的路易斯先生创立了阿鲁马斯库公司,开始生产雨水管道、啤酒容器等。在那以后的五十年代里,奥地利和德国开始生产气缸头。1958年美国的泽讷拉路默它斯在小型汽车的发动机零件上(气缸头、箱体、齿轮箱)大量运用了铝合金铸件,并采用了低压铸造法。这件事对至今仍广泛采用的低压铸造法而言是不可或缺的推动,特别是在全世界的汽车工业界引起了极大的反响。低压铸造法被介绍进我国是1957年左右,但真正引起业界的注意,开始进行各种研究、引进设备是从1960年左右开始的。但是这种打破了以往常识的划时代的工艺方法,几乎没有冒口,与已经作为一种"技术"确立起来的重力金型铸造的技术相比具有完全不同的难度,因此业界的反应比较冷淡。

发展历史

在这种状况下,1961年的轻型汽车用空冷气缸头的生产成为低压铸造法在我国实用化的开端。以后的发展非常迅速,在克服了多个技术难题后,利用低压铸造法所具有的材料利用率高、容易实现注汤自动化等优点,以汽车部件为中心,逐步确立了轻合金铸件的主要铸造法的牢固地位。在铝合金铸件的生产量中,低压铸造品已占了大约50%,并以其巨大的生产量和优良的品质而著称于世。产品扩大到汽车相关部件,如气缸头、气缸体、刹车鼓、离合器罩、轮毂、进气岐管等。特别是1970年以后大量应用在轮毂上,并且随着汽车轻量化和提高性能等要求,在以往从未有过的复杂内部品质和机械性质的严格要求下,气缸头、气缸体上的使用也逐渐增加。

发展方向

低压铸造法从被大量使用以来已经30多年了,已确立了铝合金铸件的重要工作法之一的地位。特别是在气缸头中的作用巨大,今后低压铸造仍会是主流方法。

从空冷小型发动机的气缸头开始,到水冷化、多气筒化、功能的扩大、DOHC化和材料重量的增加,并且形状越来越复杂,壁厚变化也加大,铸造的难度也逐年增加,同时为了降低成本进行生产性改善,考虑了1模2件、交换模具时工序改进、动模速度提高和与后处理工序的结合等,冷却控制和加压控制等技术也逐年提高,已出现了包括砂芯的搬运和组装在内的完全自动化线,这同时也从高温作业解放出来,改善了作业环境。

根据以上内容,可以考虑以下气缸头铸造技术的课题:

1)提高材料强度(直喷式汽油机、柴油机气缸头的铝合金化推进)

2)生产性的提高(提高控制技术、后处理线的同步化、全自动化生产线的推

进)

3)其他品种少量生产对策(包括模具准备工序的缩减、中子造型和后处理的

紧凑的生产线设计)

4)缩短开发时间

5)技能的延续(上涂料、铸造条件的调整等)

关于1)项,如何对下型进行冷却是重点,但以往的技术在低压铸造中很

难应用,所以认为更适合采用重力铸造。因此例2是最大限度地发挥了低压铸

造的优点克服了问题点的实际例子。在欧美国家气缸头的主要铸造法仍是重力铸造法,所以为了扩大今后的市场必须解决这个问题。

关于2)和3)项,这是随着FA技术的进步必然要发展的问题。考虑到铸件的高强度化和高生产性化的要求,条件控制会变得比更复杂,因此紧凑的自由度高的生产线结构可以保持综合的高水准。

关于4)项,重点在于需要在设计初期阶段和用户共同开发以及积极运用CAE技术。

最后的第5)项是最紧迫的项目,越推进自动化和无人化,这个问题越显得重要。由于很难定量数据化,而且与经验有关的项目较多,所以地道的技能教育和继承是很重要的。同时为了达到定量化控制而进行的基础研究和开发也同样重要。


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