铝合金重力铸造中保温和激冷涂料对缩松的影响
操基祥
【摘 要】发动机铝合金配件的气密性要求较高，缩松缩孔及针孔都会导致产品报废。经过分析及生产验证，采用保温和激冷相互补充相互配合的工艺方案，在部分产品的生产中具有一定的效果。%The aluminum alloy engine accessories should have high air tightness, shrinkage porosity and pinhole can lead to product scrap, and some products commonly ud solution can’t solve this problem.Insulation and chilling ud in this paper are complementary to each other with the u of the program, has a certain effect on the production of some products.
【期刊名称】《中国铸造装备与技术》
【年(卷),期】2015(000)004带理的成语
【总页数】3页(P65-67)
【关键词】铝合金;缩孔缩松;涂料
【作 者】操基祥
【作者单位】海军安庆市职业技术学校，安徽安庆 246016
竹笋的家常做法【正文语种】中 文
【中图分类】哥哥热TG249.3
铝合金有利于减轻发动机总质量，提高发动机性能，因此轿车发动机的缸盖大多采用铝合金制备。发动机缸盖和进气歧管都具有壁厚不均、形状复杂、技术要求高等特点。
铸件上的针孔缺陷是由气体和枝晶疏松共同作用形成，一般采用较低的铝合金浇注温度、细化晶粒和改进浇注系统等方法解决；铸造工艺不合理是造成铸件缩孔、缩松的主要原因；夹渣主要是砂芯的强度低产生脱落造成。在发动机缸盖及进气歧管中，往往由于铸件中存在的气孔、缩松、渗漏和尺寸超差等缺陷导致零部件报废。
铝合金缸盖结构和工艺都很复杂，如图1所示，由于缩孔、缩松等缺陷原因产生废品率的比例也很高。通过对铝合金缸盖的解剖观察，产生的缩孔、缩松缺陷见图2。
电脑登录密码怎么设置通过对生产铝合金缸盖的整个生产过程进行跟踪记录分析，找出产生缩孔、缩松的原因主要有以下几个方面：①浇注温度太高导致热节部位产生缩孔、缩松；②金属型温度过高，导致凝固速度慢，特别是热节部位和一些厚大截面，往往最后凝固而得不到补缩，很容易产生缩孔、缩松；③金属型浇注系统设计不合理也是导致缩孔、缩松的另一个重要的原因；④铝合金缸盖的缸盖头下方和缸盖端面由于砂芯的散热差，缩孔、缩松最为严重；⑤砂芯包裹部位凝固速度超慢，破坏了凝固顺序，导致砂芯包裹部位的严重缩孔、缩松。
根据铝合金缸盖缩孔、缩松的产生原因，通常控制方法有：①降低浇注温度，控制在730 ℃左右，但是由于目前我国的生产条件，对于薄壁件、复杂件通常温度难于控制，750～780 ℃的浇注温度是很常见的；②适当降低金属型温度，在保证能够浇足不形成冷隔的前提下，金属型的温度控制在280 ℃左右；③设计合理的浇注系统，以减少铝液在热节部位的过热；④在砂芯表面涂覆激冷涂料。
目前，我国大多数铝合金铸造厂的生产条件和管理水平还达不到发达国家水平，尤其在一些中小型铸造厂，常规的解决方法难于实现。比如浇注温度的控制，由于歧管的壁厚薄，浇注温度和金属型温度低时可能会无法成型，冷隔严重。因此，有些厂家的歧管浇注温度高达780 ℃，金属型温度高达350 ℃以上。
单独采用激冷涂料的措施，大多数情况下只会转移缩松缩孔的位置，而不能解决缩松缩孔，只有在小凸台等尺寸小部位，激冷涂料才能发挥作用。
为了解决缩松、缩孔缺陷，我们通过探讨保温和激冷涂料在生产中的结合使用，获得了一定的效果。铝合金的浇注温度低，在浇道壁、铸件薄壁处，为了防止由于型芯散热快而导致铸件产生浇不足等缺陷，同时为了提高铸件的表面质量，使用绝热性能良好的涂料进行保温。绝热涂料的绝热性是评定涂料绝热性能的重要指标。绝热性能良好的涂料为生产薄壁、复杂铸件提供有效的帮助 ［1］。绝热涂料要求具备耐热、绝热好、化学稳定、高温不分解不产生气体、附着力强及热膨胀系数与铸型相近的性质［2，3］。涂料的绝热性取决于涂料成分、涂层厚度、涂层孔隙度［4-5］，主要成分有氧化铝、滑石粉、云母、硅藻土和氧化钛等［6］。
花花蝴蝶在铸件热节处采用激冷型涂料加速厚节的冷却速度，达到顺序凝固的目的，使厚节处获得补缩。激冷型涂料含有石墨粉、刚玉粉、锆石粉、高温合金粉等热导率大、密度大或热容量大的耐火材料。激冷涂料的热导率大，德国产激冷涂料还含有吸热反应的成分，所以砂芯表面涂激冷涂料可以提高冷却能力。金属型铸造和砂型铸造中使用激冷涂料的机理是不同的［7］。
生产试验表明，金属型铸造时，采用保温涂料涂覆在热节和浇道或冒口间的金属型表面，可以有效保证热节处的补缩，同时配合热节处涂覆激冷涂料加快热节的冷却速度。保温涂料和激冷涂料的综合使用，能有效地解决厚节部位的缩松、缩孔问题。
2.1 铝合金进气歧管
铝合金进气歧管实物图如图3。密封性检查时， 发现在铸件加强筋处及中间进气管内侧常出现渗漏，见图3和图4，使铸件废品率高达40%。横腔小凸台缩松导致螺纹孔无法加工。对铸件本体试样的切开观察表明， 在渗漏部位的枝晶间存在许多晶间缩松。为了了解实际生产条件下铸件的凝固特点， 采用多点数据采集仪对浇注后铸件的动态温度分布进行巡检， 得到了不同工艺条件下的测试结果， 为缺陷分析和改进工艺提供了依据。
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根据岐管的浇注工艺及砂芯特点分析，由于冒口在法兰面，并且加强筋是包在两个砂芯之间，砂芯组合图见图5。导致散热差，变成最后凝固的部位，因此冒口的补缩对加强筋不起作用。
为了解决缩松导致的漏气和小凸台无法加工螺纹孔的问题，尝试采用激冷涂料涂敷在小凸
台的金属型和砂芯表面。激冷涂料可以改善渗漏部位的缩松，气密性检测时，加强筋附近没有漏气现象，但是原本没有漏气的热节有渗漏发生，因此只能说缩松转移到别的热节处，见图6所示。没有真正解决问题。不过激冷涂料完全解决了小凸台的缩松，可以加工螺纹孔了。
经过进一步的分析认为，冒口与加强筋之间的部位凝固过早，导致冒口的补缩作用起不到作用。我们采用保温涂料对该区域进行保温，见图4中的保温区域，同时在加强筋的砂芯表面刷涂激冷涂料，使得加强筋先于其与冒口之间区域部位凝固，起到顺序凝固的目的，达到冒口对该区域的补缩作用。
2.2 98#铝合金气缸盖
98#缸盖也是采用重力浇注工艺，其实物图如图7和图8所示，结构特点是铸件上小下大。此缸盖的不合格率高达55%，气密性检测发现弹簧座（见图7中的区域C）严重漏气。
这是由于弹簧座夹在气道芯和油道芯两个砂芯之间，位于最后凝固的区域B中，因此区域C变成了缩孔、气孔最集中的地方，此区域又是气密性要求高的位置，因此造成气密检验漏气导致产品报废。
为了满足顺序凝固，则必须保证区域A在区域B之后凝固，从而保证铸件顶部的冒口对区域B和C的补缩作用。我们采用对区域A左右两侧进行保温的方案，将外部金属型对区域A左右两侧进行尺寸加大，采用砂芯进行尺寸补充，为了降低生产成本，区域A两侧的砂芯加工在上盖芯下方，与上盖芯连成一体。同时在水道芯和油道芯表面刷涂激冷涂料。从而解决了98#气缸盖的缩松缩孔问题。
发动机铝合金配件的气密性要求较高，缩松缩孔及针孔都会导致产品报废，有些产品常用的解决方法以及无法解决此问题。本文所采用的保温和激冷相互补充相互配合使用的方案，在部分产品的生产中具有一定的效果。
【相关文献】
[1] Bruce M, Warnes, Andrew L. The manufacture and fatigue cracking resistance of grit free aluminize diffusion coatings[J]. Surface and Coatings Technology, 2003, 30 (163～164): 100～105.
[2] Petr Kalenda, Andrea Kalendova. Improved Chemical Resistance of Epoxy Resin-Bad Coating Composition[J]. Dyes and pigments, 1995, 4(27):305～312.
[3] Petkof B. Diatomite. Minerals yearbook[M], U.S. Bureau of Mines, 1981: 301～302.
[4] 桂全红.金属型铸造涂料在铝合金铸造中的应用[J].铸造2003,10(3): 15～16.
[5] 谢明师. 铸造手册(造型材料)[M].北京: 机械工业出版社,1992: 76～80.
[6] 李远才.铸造涂料及应用[M].机械工业出版社,2007:125～126.高丽大学
五脏五行
[7] 刘向东,谭昊,李远才,等. 绝热涂层热物性测试方法的研究[J].中国铸造装备与技术,1997(2):54-55.
