アルミニウム合金自動車下部シリンダーブロックのダイカスト技術

公開時間： 05 / 13 2021 著者：サイト編集者訪問：11880

近年、省エネや排出削減がトレンドとなっており、自動車の軽量化も一般的なトレンドとなっています。これら二つの大きな背景の下で、自動車におけるアルミニウム合金材料の使用はますます広範になり、ますます多くの自動車部品がダイカストによって形成されています。自動車のコアコンポーネントとして、エンジンシリンダーブロックのほとんどはアルミニウム合金と鋳鉄で作られています。その中でも、アルミダイカストシリンダーブロックの認知度はますます高まっています。日本、韓国、ヨーロッパ、アメリカの自動車会社は主にダイカストアルミニウム合金シリンダーブロックを使用しています。

シリンダーブロック製造の分野では、通常の砂鋳鉄シリンダーブロックは、プロセスが簡単で、コストが低く、剛性と耐熱性に優れているという利点がありますが、重量が大きすぎるという欠点もあります。

シリンダーブロックの下のクランクシャフトとシリンダーブロックの上にあるシリンダーライナーをXNUMXつに分割し、下にアルミニウム合金を使用し、上に鋳鉄を使用すると、XNUMXつの石でXNUMXつのことができ、シリンダーブロックの品質が低下するだけではありません。、しかしまた鋳鉄シリンダーブロックの利点を維持します。

下部シリンダーとは、このように1.5つに分割された後の、エンジンのクランクシャフトの下部を指します。シリンダー下部本体は肉厚部であり、肉厚のばらつきが大きいため、ダイカスト成形が非常に困難です。関連する国内外の経験から学び、XNUMXTエンジン用の下部シリンダーダイカスト技術のセットを設計および開発し、テストは非常に成功しました。

1.アルミ合金下部シリンダーブロックのダイカストの難しさ

アルミ合金下部シリンダー鋳造質量は8.4kg、外形サイズは382mm×258mm×67mm、ダイカスト質量は11.1kg、材質はA380、平均肉厚は7.2mmです。下部シリンダーブロックはクランクシャフトに接続されているため、鋳鉄インサートを下部に配置する必要があります。

下筒ボディ鋳造のダイカスト工程は複雑で、主な難点は以下のとおりです。

まず、鋳物を5個の鋳鉄インサートに配置する必要があり、鋳鉄インサートを分離せずにアルミニウム合金鋳物に完全に埋め込む必要があります。
第二に、下部シリンダー本体の鋳物の厚さは、最も薄い部分で2mm、最も厚い部分で24mmと薄く、分布はひどく不均一です。
第三に、インサートのXNUMXつの側壁の厚さの差が大きいため、アルミニウム合金液のフロー充填が非常に困難になり、その供給能力もテストされます。
第四に、アルミニウム合金鋳物は、細孔、収縮穴、亀裂、収縮多孔性などの欠陥が発生しやすく、品質管理が困難です。

2.アルミ合金下部シリンダーブロックのダイカスト技術の要点

テスト分析によると、下部シリンダーブロックのダイカスト製造の主な技術的ポイントは次のとおりです。

まず、シリンダーブロックダイカストのゲートシステムを科学的に設計します。下部シリンダーブロック中央のインサート位置は薄肉で、上下は厚くて大きい部品です。そのため、溶融アルミニウムを下側から供給できるように、片面注入を選択します。、中央のインサートを通って流れ、上部に到達します。
次に、歯型のチルドエキゾーストブロック真空ダイカストを使用します。歯型のチルドエキゾーストブロックとバキュームマシンを組み合わせることで、薄い側壁による流動性不足の問題を改善し、良好な鋳造品質を確保できます。
第三に、アルミニウム合金液と鋳鉄インサートの湿潤性を向上させるために、インサートを予熱します。これにより、成形後に鋳鉄とアルミニウム合金が分離しないようにするだけでなく、溶融アルミニウムの流動性も向上します。。試験後、得られた下部シリンダー本体の内部構造は緻密で、外観は良好に形成されています。

下部シリンダーのダイカストのプロセスでは、科学的で合理的なプロセスパラメーターが高品質の下部シリンダーを取得するための保証です。以下のプロセスパラメータが鋳造成形の主要な影響要因であると考えています。

まず、ダイカスト温度ダイカスト工程では、溶融アルミニウムの温度を適切に制御する必要があります。温度が高すぎたり低すぎたりして良好な鋳造結果が得られないため、高すぎると収縮や収縮が発生しやすくなります。低すぎると、充填不良につながりやすくなります。一般的に、溶融アルミニウムの適度な温度は650〜665℃、金型の溶射後の温度は150〜200℃である必要があります。
第二に、インサートの温度です。インサートが120〜140℃に達すると、溶融アルミニウムがタンクの片側から溢れ出し、内部品質を向上させることができます。
第三に、高速および低速の射出速度と圧力をダイカストします。高速射出と低速射出の速度は、それぞれ約4m / sと0.22m / sに制御し、圧力は約70MPaに制御する必要があります。
第四に、溶融アルミニウムの品質。鋳造の基本材料として、溶融アルミニウムの品質が鋳造の品質を決定します。したがって、溶融アルミニウムの品質を確保するには、汚染を回避するために、溶融アルミニウムの各パッケージを精製および脱気する必要があります。

3.アルミ合金下部シリンダーのダイカストの欠陥と対策

鋳物が形成された後、鋳物のX線検査を行ったところ、鋳物に収縮キャビティ、細孔、収縮気孔率などの内部欠陥があることがわかりました。

欠陥を改善し、品質を改善するために、対応する対策を提案しました。その主な方向は次のとおりです。

まず、オーバーフロータンクの構造を改善します。オーバーフロー溝は、キャビティ内のガスの排出、混合ガスの貯蔵、収縮/収縮部品の移送の機能を備えています。何度も試行錯誤を重ねた結果、オーバーフロー溝の延長や追加などの方法で、収縮や細孔などの欠陥を改善できることがわかりました。鋳物の途中で収縮や気孔率が大きくなるため、オーバーフローポートを大きな平面に設定すると充填圧力に影響が出るため、通常は垂直オーバーフローポートを選択します。
次に、金型冷却システムを最適化します。鋳物の収縮穴は、一般に、局所的な温度が高すぎるか、壁の厚さが厚すぎる場所に現れます。調査の結果、厚い側壁の温度が高くなると、空洞が収縮しやすくなることがわかりました。当初選択したスポット冷却管の最小径は12mmであり、上記の場所を効果的に冷却できないため、高圧冷却装置とステンレス鋼のスポット冷却管を使用して、冷却水管の構造を改善しました。内径4mm。鋳造物の両側のモールドコアを約180°Cに冷却しました。これにより、収縮現象が大幅に減少し、鋳造物の品質が大幅に向上しました。
第三に、インサートの分離を改善します。インサートとアルミニウム合金鋳物の分離現象を考慮して、以下の対策を講じています。まず、シンナーを使用してインサートを洗浄し、濡れ性を向上させます。次に、鋼線を使用して、インサートの位置決め穴検査と外観検査を実行します。錆びたインサートの一部が除去されました。第三に、予熱試験はインサートで実行されました。調査の結果、温度が120℃以上になると、インサートの分離の問題を効果的に解決できることがわかりました。

4. まとめ

近年、我が国の省エネ・排出削減政策の進展や自動車軽量化の流れに伴い、自動車にはアルミ合金材料がますます普及し、ダイカストをはじめとする自動車部品の成形が進んでいます。自動車のコアコンポーネントであるエンジン。現在、アルミ合金鋳造下部シリンダーの使用がトレンドとなっており、シリンダーの重量を減らし、シリンダーの品質を向上させることができます。しかし、下部シリンダー本体の構造が複雑で肉厚の差が大きいため、アルミニウム合金下部シリンダー本体のダイカストはより困難です。

本論文では、実験的研究を通じて、アルミニウム合金下部シリンダーのダイカスト技術の難しさを分析し、歯型の冷却排気ブロック真空ダイカスト技術を使用してインサートやその他のアルミニウム合金を予熱する、科学的に設計されたシリンダーダイカスト鋳造システムを提案します。下部シリンダーブロックのダイカスト技術の要点。さらに、収縮キャビティ、細孔、収縮気孔率などのアルミニウム合金下部シリンダーブロックのダイカスト欠陥を要約し、関連する対策を提案します。これは、自動車エンジンのアルミニウム合金下部のダイカストの理論的基準を提供します。シリンダーブロック。

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