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汽车铝合金缸盖铸件缺陷分析及控制【摘要】文章首先简述了铝合金的性能然后分析了缸体缸盖主要铸造方法最后重点探讨了对铝合金挤压铸件缺陷的预防和控制。【关键词】铝合金；铸造工艺；研究现状一、前言随着我国经济的不断发展人们对铝合金挤压制品的需要越来越大铝合金零件的使用是减轻汽车的重量是节能减排的重要措施之一。缸体缸盖作为汽车中最重要的部件其结构比较复杂因此对汽车铝合金缸盖铸件缺陷分析及控制是非常重要的。二、铝合金的性能纯铝是银白色的轻金属密度2.7g/cm3约为钢的1/3（钢的密度为7.87g/cm3）导电率较高仅次于金、银、铜居第4位。热导率比钢大2倍左右熔点为658℃加热溶化时无明显颜色变化具有面心立方结构无同素异构转变。塑性和冷、热、压力加工性能好但强度低（只有90MPa左右）。纯铝的化学活泼性强与空气接触时就会在其表面生成一层致密的氧化膜（主成分是Al2O3）薄膜这层氧化膜可防止冷的硝酸及醋酸的腐蚀但在碱类和含有氯离子的盐类溶液中被迅速破坏而引起强烈腐蚀。纯铝中随着杂质的增加其强度增加而塑性、导电性和耐蚀性下降。三、缸体缸盖主要铸造方法1、金属型铸造工艺金属型铸造工艺是比较传统的对铝合金缸体缸盖进行铸造的工艺其主要优点是铸件冷却时间短、零件组织细密、力学性能较高等优点；其主要缺点是由于金属性铸造工艺不透气且无退让性铸造的部件容易产生气孔、裂纹以及浇不足等缺陷。但其总体质量还是明显比砂型铸造质量高。金属型铸造工艺由于其工艺的特殊性制造成本相对较高并且生产周期长对于单件或小批量生产的零部件一般不采用此种铸造方法。外型上采用金属型铸造工艺而内腔采用砂芯这两种工艺相结合使得对缸体缸盖的金属铸造工艺变得相对简单并且灵活。2、中压铸造工艺高温压铸时不能使用砂芯Toukei公司改进了高压铸造提出了中压铸造法。压力铸造的主要过程是通过对压力的控制使液态或半液态的铝合金在较高的速度下填满压铸型型腔增高压力即可改变速度并在一定压力下是铸件凝固成型。3、中压铸造工艺为满足日益提高的发动机功率发动机缸体结构变得越来越复杂而由于高温压铸时存在不能使用砂芯的缺点Toukei公司改进了高压铸造提出了中压铸造法。此时中压铸造的优点显现的十分明显。其主要是将压力降低使中压制造可以使用砂芯而达到满足对复杂内腔结构的缸体的制造。4、低压铸造工艺低压铸造的优点之一包括对铸造材料的利用率高是综合了重力铸造与压力制造的优势的方法。其主要工作过程是在低压30kp下铝合金液体由下而上的对型腔进行填充此方法可以铸造出闭舱结构的缸体。5、消失模铸造工艺消失模铸造工艺的基本原理是代替法。其工程是将与铸件形状一模一样的泡沫塑料模代替铸模进行造型。通过浇注铝合金液体使泡沫气化浇注出的铸件与泡沫塑料外形一致。消失模铸造工艺的主要优点是：生产周期短铸件质量高浇注均匀。但由于消失模铸造工艺其工艺制造复杂不经济有其是在前期投入较高使用范围很小。6、Cosworth法铸造工艺Cosworth法中文是冷芯盒砂芯造型。冷芯盒砂芯造型即在一定气氛、压力下的一种锆英树脂的自硬砂组芯造型。主要优点在于：冷芯盒砂芯造型采用锆砂锆砂的膨胀率稳定并很小使铸造的铸件尺寸更加精密；动力由电磁泵提供计算机控制使铝液充型平稳；浇注过程在保护气下进行减少了氧化渣的形成。由于其优性使得到的铸件的质量较高。但由于锆砂极好的导热性对于壁厚小于4mm的铸件难以完成。四、对铝合金铸件缺陷的预防和控制1、气孔缺陷对于铝合金铸件的生产气孔是较为常见的缺陷之一。一般情况挤压铸件中气孔可以分为析出气孔、侵人气孔以及反应气孔这三种类型其中析出气孔和侵人气孔是主要的。在实际生产中由于在铸件内形成的缩松过程大都伴随有合金中气体的析出从而导致铝合金挤压铸件内出现缩松、缩孔和气孔等缺陷。一旦在液体金属充型过程中侵人气体过多或者铝合金中气体含量过高都会进一步加剧气孔金属缺陷的出现。由此可见重视对铝合金金属液进行除气处理对于铝合金挤压铸造工艺具有重要意义。预防措施：要保证在挤压过程中金属液由下向上平稳充填速度不能太快或者太慢同时要合理设计压铸模具确保型腔内没有死角从而避免由卷气或憋气引起的气孔。在浇筑过程中还要合理地控制的是金属液的含气量防止形成析出性气孔。2、缩松、缩孔缺陷与普通的压铸件相比由于铸件的壁厚尺寸更大浇筑时所需的金属液量较多因而在生产过程中不可避免地出现缩孔和缩松缺陷尤其是在型腔与内浇口相连处等厚大部位或最后凝固的部位。在铝合金铸件的制造中若金属液的凝固收缩与之