原標(biāo)題：基于正交試驗(yàn)的汽車用鋁合金壓鑄件的慢壓射工藝參數(shù)研究

鋁合金壓鑄過程中，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、鑄造條件和壓鑄工藝等原因，造成鑄件出現(xiàn)各種內(nèi)部缺陷。理論和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，高速及切換點(diǎn)、澆注溫度、鑄造壓力、模具溫度等參數(shù)是引起壓鑄件缺陷的重要因素。其中，脫模劑噴涂、料筒尺寸、低速速度等因素也是引起鑄件氣孔的重要原因。但是，有關(guān)該方面的研究報(bào)道很少。以某汽車氣缸體為研究對(duì)象，利用正交試驗(yàn)探尋表面氣孔的主要因素，并設(shè)計(jì)力學(xué)試棒，結(jié)合光學(xué)顯微鏡、X射線探傷、模擬軟件，分析鑄件的組織、力學(xué)性能和表面品質(zhì)，探究不同的慢壓射工藝對(duì)鑄件綜合性能的影響。

圖文結(jié)果

某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件毛坯質(zhì)量為9.2kg，采用布勒28000kN冷室壓鑄機(jī)壓鑄，鑄件材質(zhì)為YZAlSi9Cu3鋁合金，成分見表1。對(duì)重點(diǎn)部位加工檢查發(fā)現(xiàn)，缸體的下安裝表面出現(xiàn)零星氣孔，在螺紋孔附近偶爾有縮孔。分析表明，氣孔主要由壓鑄過程的卷氣導(dǎo)致，而縮孔主要由Al液凝固收縮不均引起。而卷氣又產(chǎn)生于慢壓射和快壓射兩個(gè)階段，快壓射階段卷氣受鑄件結(jié)構(gòu)、模具設(shè)計(jì)、內(nèi)澆口速度等因素的約束，調(diào)整難度較大。

表1 YZAlSi9Cu3鋁合金的化學(xué)成分（%）

表2 正交試驗(yàn)的因素水平設(shè)計(jì)

圖1 拉伸試樣

表3 慢壓射低速工藝設(shè)計(jì)

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

為直觀了解不同慢壓射狀態(tài)下Al液的卷氣情況，制作慢壓射鑄件在內(nèi)澆口附件的縱截面試樣。圖2為不同速度的勻速慢壓射斷面。可以看出，低速越高，Al液在壓射過程中紊流越嚴(yán)重，導(dǎo)致卷氣量越多。當(dāng)?shù)退俪^0.4m/s時(shí)，Al液卷氣尤為嚴(yán)重，鑄件上端出現(xiàn)較大縮孔，且組織不致密。因此，慢壓射速度盡量小一點(diǎn)，但考慮到Al液在較低速度下容易形成冷硬層和延長(zhǎng)壓鑄周期，慢壓射低速選擇0.2～0.3m/s為宜。

圖2 勻速慢壓射試樣斷面

圖3 加速慢壓射斷面圖

圖4 不同慢壓射速度下鑄件的組織結(jié)構(gòu)

圖5 不同慢壓射速度下鑄件氣孔分布情況

（1）隨著慢壓射速度增加，鑄件卷氣量增加，鑄件組織不致密，含渣量較多，宜選擇0.2～0.3m/s的慢壓射速度。
（2）采用加速度慢壓射對(duì)鑄件的綜合性能無較大影響，但工藝設(shè)置稍顯復(fù)雜，因此，慢壓射宜選擇0.2～0.3m/s的勻速速度。

本文作者：

魏顯坤
重慶工商職業(yè)學(xué)院智能制造與汽車學(xué)院
本文來源：特種鑄造及有色合金雜志