CN104930979A - 铝合金气缸盖的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种发动机铝合金气缸盖的生产方法，包括以下步骤：a)取样；b)测量样品的树枝晶间距；c)测得的样品的树枝晶间距值与30um进行比对；如若测得的样品的树枝晶间距值小于等于30um，则维持目前铝合金气缸盖的生产工艺条件，如若测得的样品的树枝晶间距值大于30um，则对生产该铝合金气缸盖的工艺条件进行调整，并重复步骤a至c，上述方法解决了铸造铝合金气缸盖的常规化学成分、硬度、针孔度材料试验中发现不了的受热变形大的问题，只需要生产出的小坯料的铝合金气缸盖，即可得出气缸盖的平面度受热变形量是否满足发动机的使用要求，如若不满足使用要求，对工艺条件进行调整，从而可确保批量生产的铝合金气缸盖的合格率。
Description
技术领域
本发明属于发动机铸造技术领域，特别涉及一种发动机铝合金气缸盖的生产方法。
背景技术
气缸盖作为发动机的重要部件，发动机在工作时，气缸盖起到密封缸体的作用，气缸盖本身承受高温及巨大的冲击力，因此，在铸造气缸盖时，要求气缸盖具备足够的强度及刚度，同时为了确保对缸体的密封，气缸盖与缸体结合的板面平面度受热变形量要求小于等于0.04mm，气缸盖硬度要求为80-100HBW，针孔度要求为1-2级，抗拉强度大于等于235MPa，现有的气缸盖材料采用铝合金材质，比如AlSi9Cul类铝合金，铸造过程中采用变质处理，铝合金的热处理采用T6处理(T6包括以下步骤，T1人工时效；T2：退火；T3：固溶处理加自然时效；T4：固溶处理加不完全人工时效；T5：固溶处理加完全人工时效；T6：固溶处理加稳定化处理)；然而在铝合金气缸盖铸造的过程中，由于工艺及生产环境等因素的影响，生产出来的气缸盖会存在与缸体结合的板面平面度受热变形量大于0.04mm的现象，这样就会影响与气缸的结合面的密封，甚至造成漏气、漏油的现象，批量生产的铝合金气缸盖的平面度受热变形量大，铝合金气缸盖合格率低。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种铝合金气缸盖的生产方法，通过调整铝合金气缸盖的生产工艺，确保批量生产的铝合金气缸盖的合格率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铝合金气缸盖的生产方法，包括以下步骤：
a)取样，取铝合金气缸盖铸件与缸体结合面的部位作为实验样品A；
b)测量样品A的树枝晶间距；
c)测得的样品A的树枝晶间距值与30um进行比对；
如若测得的样品A的树枝晶间距值小于等于30um，则维持目前铝合金气缸盖的生产工艺条件，如若测得的样品A的树枝晶间距值大于30um，则对生产该铝合金气缸盖的工艺条件进行调整，并重复步骤a至c。
与现有技术相比，本发明存在的技术效果为：生产出的小坯料的铝合金气缸盖，对小批量铝合金气缸盖进行取样，并测得样品A的树枝晶间距尺寸，即可得出铝合金气缸盖的平面度受热变形量是否满足发动机的使用要求，如若不满足使用要求，对生产该铝合金气缸盖的工艺条件进行调整，直至得出样品A的树枝晶间距尺寸满足要求，进而可对铝合金气缸盖进行该种工艺条件下的批量生产，从而可确保批量生产的铝合金气缸盖的合格率。
附图说明
图1是铝合金气缸盖的结构示意图；
图2至图5是金相显微镜拍摄下的样品金相组织照片。
具体实施方式
下面，结合附图1至5，对本发明做进一步详细的说明：
一种铝合金气缸盖的生产方法，包括以下步骤：
a)取样，取铝合金气缸盖10铸件与缸体结合面的部位作为实验样品A；
b)测量样品A的树枝晶间距；
c)测得的样品A的树枝晶间距值与30um进行比对；
如若测得的样品A的树枝晶间距值小于等于30um，则维持目前铝合金气缸盖10的生产工艺条件，如若测得的样品A的树枝晶间距值大于30um，则对生产该铝合金气缸盖10的工艺条件进行调整，并重复步骤a至c。
发明人通过大量的实验数据得出，当铝合金气缸盖10的树枝晶间距尺寸小于等于30um时，铝合金气缸盖10的平面度受热变形量小于等于0.04mm，当铝合金气缸盖10的平面度受热变形量小于等于0.04mm时，铝合金气缸盖10能够确保与缸体结合的密封性能，也就是说只需要对铝合金气缸盖10的树枝晶间距尺寸进行检测即可判断生产铝合金气缸盖10的工艺因素是否满足，即可按照该种生产工艺因素进行批量生产，进而可确保批量生产的铝合金气缸盖10的合格率，降低实际气缸盖10生产成本。
本发明提供的生产方法，解决了铸造铝合金气缸盖10的常规化学成分、硬度、针孔度材料试验中发现不了的受热变形大的问题，只需要生产出的小坯料的铝合金气缸盖10，对小批量铝合金气缸盖10进行取样，并测得样品A的树枝晶间距尺寸，即可得出铝合金气缸盖的平面度受热变形量是否满足发动机的使用要求，如若不满足使用要求，对生产该铝合金气缸盖10的工艺条件进行调整，直至得出样品A的树枝晶间距尺寸满足要求，进而可对铝合金气缸盖10进行该种工艺条件下的批量生产，从而可确保批量生产的铝合金气缸盖10的合格率。
结合图1所示，上述的样品A取样部位选择铝合金气缸盖10两缸燃烧室之间位置。
样品A取下后并对样品A进行制备处理，首先对样品A进行打磨，然后对样品A进行抛光，直至抛光面达到金相分析的镜面要求。
样品A抛光处理后并对样品A进行腐蚀处理，首先利用腐蚀溶剂进行腐蚀处理，然后利用流水冲洗，最后用无水酒精清洗样品A的表面。
样品A经过腐蚀处理后，放置在金相显微镜下观察，使得样品A整个检测面的各区域呈现清晰图像，并选拍多张相同放大倍数的照片，并在图片中选择树枝晶进行测量，每一张照片选择多组树枝晶进行间距测量，并对测得的多组数值求平均。
样品A呈方块状，其长×宽×高大于或等于17mm×20mm×8mm。
利用粒度逐渐增大的金相砂纸对样品A进行粗磨及细磨，金相砂纸的粒度范围位于120相至600相之间，打磨后的样品A利用金相喷雾抛光剂进行抛光。
所述的腐蚀溶剂为混合酸溶剂，混合酸溶剂为氢氟酸、盐酸、硝酸、水并按照0.5：1.5：2.5：95.5的体积比配合而成，对样品A的腐蚀时间为5-15秒，用水流冲洗，用无水酒精清洗样品A表面，吹干。
金相显微镜的放大倍数为50-400倍，样品A选拍2张相同放大倍数的照片，并在2张照片中分别选择5组树枝晶进行测量，对测得的10组数值求平均。
金相显微镜的放大倍数为100-200倍，每组的树枝晶的连续枝状晶叉的数量大于等于3个。
结合图2和图3所示，图片中标示有工字形的图标即为每3个连续枝状晶叉的范围，图4至图5中，利用配有“十”字线测微尺的目镜得出的树枝晶间距值。
上述的树枝晶间距值计算步骤如下：
第1张放大100倍照片，见图4所示，该树枝晶间距大小按照上述公司计算为： 第2张放大100倍照片，见图5所示，该树枝晶间距大小按照上述公司计算为，
则该铝合金气缸盖10树枝晶间距大小：(23.46+24.18)÷2＝23.82μm。
从测试结果可以看出：该气缸盖树枝晶间距大小为23.82μm，小于30um，符合图纸对铸造铝合金气缸盖底面燃烧室中心树枝晶间距大小要求。
Claims (10)
1.一种铝合金气缸盖的生产方法，包括以下步骤：
a)取样，取铝合金气缸盖(10)铸件与缸体结合面的部位作为实验样品A；
b)测量样品A的树枝晶间距；
c)测得的样品A的树枝晶间距值与30um进行比对；
如若测得的样品A的树枝晶间距值小于等于30um，则维持目前铝合金气缸盖(10)的生产工艺条件，如若测得的样品A的树枝晶间距值大于30um，则对生产该铝合金气缸盖(10)的工艺条件进行调整，并重复步骤a至c。
2.根据权利要求1所述的铝合金气缸盖的生产方法，其特征在于：上述的样品A取样部位选择在铝合金气缸盖(10)上两缸燃烧室之间。
3.根据权利要求1所述的铝合金气缸盖的生产方法，其特征在于：样品A取下后并对样品A进行制备处理，首先对样品A进行打磨，然后对样品A进行抛光，直至抛光面达到金相分析的镜面要求。
4.根据权利要求3所述的铝合金气缸盖的生产方法，其特征在于：样品A抛光处理后并对样品A进行腐蚀处理，首先利用腐蚀溶剂进行腐蚀处理，然后利用流水冲洗，最后用无水酒精清洗样品A的表面。
5.根据权利要求4所述的铝合金气缸盖的生产方法，其特征在于：样品A经过腐蚀处理后，放置在金相显微镜下观察，使得样品A整个检测面的各区域呈现清晰图像，并选拍多张相同放大倍数的照片，并在图片中选择树枝晶进行测量，每一张照片选择多组树枝晶进行间距测量，并对测得的多组数值求平均。
6.根据权利要求2所述的铝合金气缸盖的生产方法，其特征在于：样品A呈方块状，样品A的长×宽×高大于或等于17mm×20mm×8mm。
7.根据权利要求3所述的铝合金气缸盖的生产方法，其特征在于：利用粒度逐渐增大的金相砂纸对样品A进行粗磨及细磨，金相砂纸的粒度范围位于120目至600目之间，打磨后的样品A利用金相喷雾抛光剂进行抛光。
8.根据权利要求4所述的铝合金气缸盖的生产方法，其特征在于：所述的腐蚀溶剂为混合酸溶剂，混合酸溶剂为氢氟酸、盐酸、硝酸、水并按照0.5：1.5：2.5：95.5的体积比配合而成，对样品A的腐蚀时间为5-15秒。
9.根据权利要求5所述的铝合金气缸盖的生产方法，其特征在于：金相显微镜的放大倍数为50-400倍，样品A选拍2张相同放大倍数的照片，并在2张照片中分别选择5组树枝晶进行测量，对测得的10组数值求平均。
10.根据权利要求9所述的铝合金气缸盖的生产方法，其特征在于：金相显微镜的放大倍数为100-200倍，每组的树枝晶的连续枝状晶叉的数量大于等于3个。
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