CN1876867A - 铝合金前盖及其制造工艺 - Google Patents

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韩玉明
叶锦瑞
徐海登
何远杰
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Abstract

本发明公开了一种发动机用铝合金前盖及其制造工艺，其化学成份以重量计算，构成为：7.8－8.2％硅、2.6－3.0％铜、0.25－0.35％镁、0.28－0.38％锰、余量为铝。其制造工艺：首先准备该前盖的模具及其水循环通道砂芯待用；再将按上述比例配制完备的铝合金原材料在保温炉中熔炼，并进行精炼除气、变质处理、温度监控；浇注时，将水循环通道砂芯准确放入前盖模具型腔中，再将合格的铝合金溶液浇注到模具上的浇口杯里，采用金属型重力铸造机进行重力翻转铸造，使铝合金溶液平稳地进入模具型腔内；铸造后经冷却凝固、清理抛丸、加工中心加工而成。该铝合金前盖表面光滑，内部组织致密，气密性好，气孔很少，有效提高了发动机的工作性能。

Description

铝合金前盖及其制造工艺
一、技术领域
本发明涉及一种汽油发动机用的铝合金前盖及其制造工艺。
二、背景技术
前盖是汽油发动机的水冷却通道，它直接装在发动机气缸体的前端面，气缸体的水泵孔直接与前盖的水泵孔连接，它的质量好坏将直接关系到发动机的工作温度，从而影响发动机的工作性能。目前，汽油发动机铝合金前盖采用铝合金319(美国牌号)材料进行砂型铸造(即翻砂铸造工艺)而成。该制造工艺投入设备成本高，产出的铝合金前盖表面粗糙，内部组织不致密，气孔较多，水循环通道气密性差，大多数前盖铸件需进行“浸渗处理”后续工序，即需添加堵漏胶对气孔进行堵塞，浪费较大。发动机在运行中，该前盖的水循环通道容易漏水，造成发动机温度过高。从而对发动机的工作性能造成负面影响。
三、发明内容
本发明的目的在于克服上述的不足，而提供一种表面光滑、内部组织致密、水循环通道气密性好的铝合金前盖及其制造工艺。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：一种铝合金前盖，所述的铝合金前盖的化学成份以重量计算，其构成为：7.8-8.2％硅、2.6-3.0％铜、0.25-0.35％镁、0.28-0.38％锰、余量为铝。其杂质含量不大于：0.45％铁、0.3％锌、0.2％铅、0.2％铬、0.1％锡、0.1％镍、0.1％钛。
上述的铝合金前盖的制造工艺为：首先准备该前盖的模具及其水循环通道砂芯待用；再将按上述比例配制完备的铝合金原材料在保温炉中直接进行熔炼，并通过精炼除气机使用喷粉精炼剂对该铝合金溶液直接进行精炼除气、变质处理；同时采用数显温度表通过热电偶直接对该铝合金溶液的温度进行监控，使铝合金溶液的质量得到保证；浇注时，将制备好的水循环通道砂芯按前盖模具定位准确放入模具型腔中，再将上述合格的铝合金溶液浇注到前盖模具上的浇口杯里，用木扒扒去浇口杯表面的氧化皮，再采用自动伺服控制系统的金属型重力铸造机直接进行重力翻转铸造，使铝合金溶液平稳地进入模具型腔内；铸造后经冷却凝固，取出铝合金前盖铸件，再经清理抛丸、最后经加工中心加工而制得铝合金前盖产品。
采用本发明后，由于该铝合金前盖的内部化学成份及其制造工艺的变化、改进，使制得的铝合金前盖表面光滑，内部组织致密，气密性好，气孔很少，其90％铸件不再需进行“浸渗处理”，其铸造成型性、加工性均优良，且降低了生产成本。从而发动机在运行中，铝合金前盖的水循环通道不会漏水，发动机温度工作正常，有效提高了发动机的工作性能。
四、具体实施方式
本发明铝合金前盖材料(牌号为RM-AC4B)化学成份以重量计算，其构成为：7.8-8.2％硅(Si)、2.6-3.0％铜(Cu)、0.25-0.35％镁(Mg)、0.28-0.38％锰(Mn)、余量为铝(Al)。
所述的铝合金前盖的化学成份以重量计算，其杂质含量不大于；0.45％铁(Fe)、0.3％锌(Zn)、0.2％铅(Pb)、0.2％铬(Cr)、0.1％锡(Sn)、0.1％镍(Ni)、0.1％钛(Ti)。
上述的铝合金前盖的制造工艺为：首先准备该前盖的模具(该模具可重复使用8万多次)及其水循环通道砂芯(包括1号、2号、3号水循环通道砂芯，只能使用1次)待用；再将按上述比例配制完备的铝合金原材料在保温炉中直接进行熔炼，并通过精炼除气机使用喷粉精炼剂(进口产品为佳)对该铝合金溶液直接进行精炼除气、变质处理；同时采用数显温度表(1.5级)通过热电偶直接对该铝合金溶液的温度进行监控，使铝合金溶液的质量得到保证；浇注时，将制备好的水循环通道砂芯按前盖模具定位准确放入模具型腔中，再将上述合格的铝合金溶液浇注到前盖模具上的浇口杯里，用木扒扒去浇口杯表面的氧化皮，再采用自动伺服控制系统的金属型重力铸造机(日本产)直接进行重力翻转铸造，使铝合金溶液平稳地进入模具型腔内(此工艺可称为金属型翻转铸造工艺)；铸造后经冷却凝固，取出铝合金前盖铸件，再经清理抛丸、最后经加工中心加工而制得铝合金前盖产品。从而使整个制模、制芯、熔炼、铸造过程在生产设备和工艺上得到有效控制。
为了显著提高铝合金前盖的抗拉强度、延伸率、硬度和耐热性，改善其切削性，还可以将上述铸造(即金属型翻转铸造工艺)制得的铝合金前盖铸件先放入淬火炉中进行固溶处理，然后经时效炉3-6小时后取出，再经清理抛丸、最后经加工中心加工而制得铝合金前盖产品。也就是说，该铝合金前盖可通过热处理，使铝合金原材料形成的化合物Mg2Si、Al3Mg2、CuAl2通过热处理得到强化，从而提高铝合金前盖的力学性能。该铝合金前盖在不同状态下的力学性能表如下：
               铝合金前盖在不同状态下的力学性能表
  状态   抗拉强度σb(MPa)  延伸率δ5(％)   硬度HBS
  F(铸态)   200～230   ≥1.5   80～90
  T6(固溶+完全人工时效)   280～310   2～3   110～130

Claims (4)

1、一种铝合金前盖，其化学成份以重量计算，其特征在于：所述的铝合金前盖的构成为：7.8-8.2％硅、2.6-3.0％铜、0.25-0.35％镁、0.28-0.38％锰、余量为铝。
2、如权利要求1所述的铝合金前盖，其化学成份以重量计算，其特征在于：所述的铝合金前盖的杂质含量不大于：0.45％铁、0.3％锌、0.2％铅、0.2％铬、0.1％锡、0.1％镍、0.1％钛。
3、一种根据权利要求1或2所述的铝合金前盖的制造工艺，其特征在于：首先准备该前盖的模具及其水循环通道砂芯待用；再将按上述比例配制完备的铝合金原材料在保温炉中直接进行熔炼，并通过精炼除气机使用喷粉精炼剂对该铝合金溶液直接进行精炼除气、变质处理；同时采用数显温度表通过热电偶直接对该铝合金溶液的温度进行监控，使铝合金溶液的质量得到保证；浇注时，将制备好的水循环通道砂芯按前盖模具定位准确放入模具型腔中，再将上述合格的铝合金溶液浇注到前盖模具上的浇口杯里，用木扒扒去浇口杯表面的氧化皮，再采用自动伺服控制系统的金属型重力铸造机直接进行重力翻转铸造，使铝合金溶液平稳地进入模具型腔内；铸造后经冷却凝固，取出铝合金前盖铸件，再经清理抛丸、最后经加工中心加工而制得铝合金前盖产品。
4、根据权利要求3所述的铝合金前盖的制造工艺，其特征在于：将所述的铸造制得的铝合金前盖铸件先放入淬火炉中进行固溶处理，然后经时效炉3-6小时后取出，再经清理抛丸、最后经加工中心加工而制得铝合金前盖产品。
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