汽车发动机铝合金油底壳压铸工艺及其改进

汽车发动机铝合金油底壳压铸工艺及其改进

王麒然

卡斯马星乔瑞汽车系统（杭州）有限公司浙江杭州310000

摘要：铝合金在汽车引擎油盘厚度不均匀的结构特点，根据产品技术要求和生产，低压铸造过程而不是压铸过程中，从材料组成、门和注射压力压铸技术改进和优化，确定压铸工艺参数，基本消除产品模具，缺陷如裂纹、气孔。通过对压铸件随机取样，对平孔泄漏进行了测试，产品合格率稳定在95%左右。

关键词：压铸工艺；汽车；发动机；

1前言

由于铸造工艺具有精密的尺寸、优良的力学性能和表面光泽度，在汽车、航空等行业中广泛应用于有色金属的生产。近年来，中国的压铸行业发展迅速，特别是在汽车制造业，压铸件已达65%~75%，而日本和日本的汽车工业占80%~90%。在实际压铸生产中，由于金属模具的不可见性，压铸的整个过程无法进行评估。通过数值模拟的方法，通过数值模拟的方法，对液态金属填充过程、凝固过程状态和微观结构缺陷进行了预测，从而对铸造工艺进行了优化，从而指导了产品的实际生产。本文采用铸造数值模拟软件，对一种新型汽车油底壳压铸成型和凝固过程的数值模拟进行了研究，以获得优化的工艺参数，为生产提供参考。

2数学模型的建立

压铸充型过程的数值模拟是利用一定的数值计算方法，确定铸造工艺条件下，根据液态金属充填流动的特点来模拟分析液态金属充填过程中各种因素的影响在铸造成型，预测缺陷类型、位置等，提供合理的基础上进一步优化。由于充填过程中金属液流动的湍流，在压铸过程中采用了k-ε双方程湍流模型。对近壁粘滞层，利用壁函数法对近壁网格点的动能和湍流耗散率进行了修正。在矩形坐标系中，紊流传热控制方程和k-ε双方程湍流模型的动能k和耗散率可以由压铸过程中的湍流控制表面体积函数方程是统一的。在凝固过程模拟中，金属和模具之间的热导率，金属和模具间隙气体的热导率，表面热辐射等等所有存在的同时，通过分析金属模具界面传热系数的嗨处理传热条件。

3初始方案设计

3.1技术特点

油底壳是发动机的重要组成部分，主要用于发动机润滑系统的储存和润滑，与发动机的功能密切相关。压铸油底面必须具有密封性能、储油功能、吸油功能和一定强度。该铸件的质量为3.4kg，尺寸为406mmx222mmx118mm，最大厚度为16mm，最小厚度为4mm，属于薄壁壳件。在大范围的投影和薄壁厚壁的情况下，形成了收缩、缩孔和冷隔离在成形过程中容易形成的结论。铸造材料为ADC12，

其性能参数如表1所示。模具材料为SKD61，生产于DC1600D（16mn）压铸机。

表1ADC2铝合金物性参数

3.2原生产工艺

压铸技术的原始浇注系统浇口，填充表单从中心到横向流0°到45°角变化，位于油盘长端表面；在相应的长截面上设置溢流系统溢流池，形状为梯形；主要技术参数如下：浇注温度630℃，液态金属模具预热温度180℃，低填充速度0.5米/秒，高速灌装速度5m/s。

3.3产品缺陷与分析

在压铸过程中，影响压铸质量的主要因素有灌装速度、浇注温度和模具温度。灌装速度过高，气体可形成气孔，加速模具磨损。低填充速度导致铸件密度低。浇注温度过高，会使铸件收缩，晶粒尺寸较大，模具会粘附。当它过低时，很容易产生冷隔离和缺水。模具温度过高，会使液态金属模具，铸件冷却缓慢；模具温度过低会导致铸件欠压等缺陷。随着原始工艺的铸造，在加工后发现某些部位的缺陷，但也有一些硬点、应变和缺陷。对于上述缺陷，分析的原因是：充电速度过高，金属液中充满湍流，高速金属液产生涡流，包围空气产生气孔。2。当温度或温度较低时，液体不是液体。它产生一种寒冷的隔膜。溢流槽的设计是不合理、小的，不能有效地排出冷金属，产生缺陷铸件缺陷。

4优化方案设计

4.1优化过程计划的确定

针对压铸件的缺陷，通过理论分析和数值模拟计算，对浇注系统和溢流系统进行了改进，并对工艺参数进行了优化。在浇注系统中，采用较厚的内浇口（3.5）

来保证压铸件的表面质量，提高结构的密度，保证最终的静压毫米）；由于油底壳投影面积较大，为了保证充分填充，膨胀T型流道，横梯形截面形状，流道内液态金属的稳定流动得到，液态金属热损失。排溢系统，为了及时排出腔的冷金属和气体夹杂物，增加溢流槽的数量和体积的基础上增加20%的理论计算，也可以弥补缺陷的浇注系统设计不合理。由分析确定的最终技术参数如表2所示。

表2优化的工艺参数

将三维立体建模软件UG8.0应用于油盘、浇注系统、溢流系统建模，然后将其导入软件模块中的ANYPRE，并对各部件的装配属性和位置进行了定义。由于铸件的不整齐，网格格的总数为1573648。

4.2优化结果分析

数值模拟方法可以模拟液体金属的流动和温度等，通过液态金属变化规律的流动，可以预测缺陷，直观的分析判断，浇注系统，溢流系统和工艺参数是合理的。

4.2.1填充准备过程

填充模拟计算完成后，使用后处理模块读取填充过程模拟计算结果，通过动画形式将液体金属填充到整个过程的腔内，直观地再现，观察是否存在液体喷雾和气体现象。为了能够准确地检测每个时间段的填充类型，采用层析法进行云图像设置。可以看出，铸件的填充时间约为0.027s。灌装的开始和结束的填充状态两个时间点，作为一个整体，金属沿流道，“一”字形填充和液态金属充填序列，是相对稳定的，模具型腔内的气体可以按顺序排放，减少的概率气体液体金属包和出现飞溅现象，填充效果更加理想，整个壁厚在液态金属充填灌装的理论。

4.2.2凝固过程

凝固过程的数值模拟可以用来预测铸件缺陷的位置和尺寸。可以看出，凝固时间的总凝固时间为5.6832s，小于实际过程所需冷却时间的10秒。在1.1848s时形成了一个小的孤立液相。在实际生产中，我们采用了“点冷”工艺来提高冷却速度。这个缺陷是解决。研究结果表明，模拟冷却过程符合实际过程所要求的冷却时间和理论凝固顺序。

4.2.3缺陷预测

本文的参数，使用任意铸造软件缺陷预测分析模块的概率，选择保留熔体模量残余熔体（模量）的参数来预测缺陷，可用性与实际结果相符。

5结束语

（1）从浇注铸坯凝固过程的模拟过程中，建立了一种有效地消除铸件生产过程参数的新数学模型，适用于油锅的灌装凝固模拟。

（2）通过数值模拟可以有效地预测压铸缺陷，优化工艺参数，加速产品制造周期，降低实验成本，提高铸件质量。

汽车发动机铝合金压铸技术及其油盘改善机械性能要求高和质量结构特点和工艺要求，低压铸造过程而不是压铸过程中，从材料组成，大门，注射压力压铸技术的改进和优化的汽缸，调整压铸工艺参数，基本上消除了粘模，铸造缺陷如裂纹、气孔、缩孔、稳定和可靠的产品质量。

参考文献

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