廣東鴻圖：變速箱側蓋壓鑄成形的缺陷分析及對策

原標題：廣東鴻圖：變速箱側蓋壓鑄成形的缺陷分析及對策

鋁合金因具有質量輕、強度高、耐腐蝕等特點而廣泛應用於汽車零部件的生產。鋁合金變速箱離殼、變殼、側蓋在惡劣環境下工作,要求合金具有質輕、散熱性好等性能。可以通過淨化、精煉、細化、變質等控制材質品質,使鑄件品質穩定。由於變速箱側蓋在特殊環境下工作,對耐磨、抗熱、抗變形、氣密性等有特殊要求,其壓鑄工藝開發具有一定的難度。

廣東鴻圖科技股份有限公司工程師安肇勇等在《特種鑄造及有色合金》期刊上發表了題爲“變速箱側蓋壓鑄成形的缺陷分析及對策”的文章，作者針對某變速箱側蓋鋁合金的壓鑄成形,應用數值模擬方法,分析鋁合金液體流動充型狀態與鑄件缺陷的分布,確定了鑄件的澆注系統與排氣系統,大大減少了模具的開發周期。同時在試模與試生產階段,從澆注、工藝、模具等方面分析了不同缺陷產生的原因,提出了改善措施。結果表明,合理的澆注、排氣系統與合理的冷卻是獲得高品質壓鑄件的關鍵。

圖文結果

本課題開發的汽車變速箱側蓋壓鑄件見圖1。該鑄件輪廓尺寸爲425 mm×355 mm×71 mm，質量爲3.3kg，平均壁厚爲2.3mm，投影面積爲112280mm2鑄件材質爲Al-11Si-2Cu，有多處厚壁熱節部位，易產生縮孔缺陷；產品毛坯平面度要求爲0.6 mm，外觀無明顯的壓痕；產品加工後密封面氣縮孔爲Φ0.5~1.0mm的允許1個，小於Φ0.5mm的允許2個，軸承孔機加工後不允許有氣縮孔外露；內腔試漏壓力爲0.05MPa，泄漏量≤8mL/min，油道試漏壓力爲0.3 MPa，泄漏量≤8mL/min；硬度(HB)≥58。該鑄件在13500kN的壓鑄機上生產。

圖1 變速箱側蓋壓鑄件

圖2 澆注方案1

圖3 澆注方案2

圖4 遊標孔爲進澆方向

圖5 放油螺栓作進澆方向

壓鑄件質量爲3.3kg，渣包與溢流道質量爲0.52kg，壓射有效長度爲70cm，衝頭半徑爲5cm，所以內澆口快壓射起點距離約爲50cm。

表1 壓鑄工藝參數選擇

圖6 油道與軸承孔位無氣孔

圖7 產品不同位置缺陷

圖8 入料口縮孔

圖9 模具溫度布置

圖10 產品冷隔

圖11 入料口型芯針扣傷

表2 壓鑄件水冷與正常冷卻時的硬度對比

表3 壓鑄件平面度的測量結果

圖12 壓鑄件平面度測量點

合理的入料口設計既是鑄件良好內部品質的重要保障，又是鑄件表面成形良好的重要依據；型芯針的高壓冷卻解決了壓鑄件熱節處的縮孔缺陷；合理的排氣結構設計是減少鑄件表面冷隔缺陷的重要方法；型芯針合理的脫模斜度能夠大大減少模具的故障，提高生產效率；合適的Cu含量是保證鑄件硬度要求的重要手段；動定模包緊力的合理分布，可以提高壓鑄件的平面度。

本文作者：

安肇勇 萬裏 黃志垣 陳亮 譚小明 江永河

廣東鴻圖科技股份有限公司

本文來自：《特種鑄造及有色合金》雜志，《壓鑄周刊》戰略合作夥伴