铝合金摩托车汽缸体压检不良质量控制

      摩托车汽缸体是发动机的重要部品，在机加工序压检不良的产品作为报废品处理。本文通过试验数据论证，为了保证汽缸体的品质，在日常生产过程中，要做好以下内容：①排气槽的大小要设计在0.4mm，并且保证日常生产过程中要通畅，②为了防止烧附，模具在机床上生产到一定模数（如5000 模）后必须对模具型腔进行清理；③在铸造生产时保证料饼厚度为35mm 左右。

       汽缸体是摩托车的重要部品，汽油在摩托车汽缸体里面燃烧产生动力。因此对摩托车汽缸体的品质的主要标准之一为泄漏检测，我司标准为0.3MPa 压力下进行检测，不能有泄漏。为了保证铸件品质，本文从模具日常维护，铸造控制方面进行了说明。

1、 汽缸体铸造工艺介绍

       我司汽缸体的铸造工艺流程为：熔炼→配汤→铸造→时效→抛丸→去毛刺→检查→机加。汽缸体铸件形状如图 1(a)所示，模具示意图如图1(b)，汽缸体散热片由四个滑块铝成型。

 该产品在650吨的压铸机上铸造，铸造工艺如表 1 所示。所使用的铝合金为 YD11AS，其化学成分控制范围如表2所示。在通过机加工后，铸件经过压检工序，出现压检不良位置如3所示。重点位置为第3块叶片和加强筋连接位置。

       某月汽缸体加工后的数据如表3所示，从两副模具的数据统计来看，压检不良比例相当高，在人工和能源方面、制造成本文方面带来了大量的浪费。

2 、原因分析

       为了深入分析产生压检不良的原因，对铸件进行解剖观察分析，如图4所示。从图中可知，在铸件的剖面位置上有很多气缩孔，大小在0.2-0.5mm 之间。这些孔洞连接成片，压检时压缩空气从孔洞中泄漏出来。造成压检不良。为了进一步分析生产气缩孔的原因，使用红外线热成像仪对生产时的模具进行检测，结果如图5所示，从动模和定模的检测结果可知，产生压检不良位置的模温比其他位置温度都高。见图6所示的要因分析图，从图中可知，影响压检不良的主要因素为铸造压力，模具排气间隙，烧附修理。

3、 结果论证

（1）排气道间隙对压检不良的影响模具排气槽的结构示意图如图7所示，该位置为模具的天侧，在压铸生产时为铝水充型的最远端。一般铝水到达排气槽位置时已经凝固，只有型腔内的气体从排气槽排除。

 
       为了论证排气槽的大小和压检不良的关系，在保证其它条件良好的情况下，将排气的大小制定为3种状态，分别生产30件进行试机加确认，试验结果数据见表4所示。从图中可以看出，当排气槽的大小为0.4mm，良品率为100%，当良品率为0.25mm时，良品率只有 76.67%。图8展示了排气槽的大小和良品率的关系。从图中可以看出，排气槽越小，铸件良品率越低。

       因此在生产质量控制好排气槽的大小。第一，保证排气槽的大小在0.35mm 以上；第二，要防止排气槽位置被铝水附着，造成排气不畅。 

（2）模具烧附修理对压检不良的影响

       我司某汽缸体模具生产到 4 万模左右时，模具没有作任何清扫，造成机加后不良比率高达80%，为了分析原因，将模具产生压检不良位置拆卸后观察，如图9所示。图9中的白色的部分为模具上烧附（铝液附着）比较多，由于产生烧附位置的模温比较高，如图9所示，造成 Al 元素扩散到模具的型腔表面，在模具表面形成了Al-Si-Fe 化合物（见图10）。 

       当铸造成型时，由于模具表面有 Al-Si-Fe，阻碍了铝水和模具之间的热传递，造成铸件这个位置最后凝固，产生了大量的气缩孔，造成压检不良。

       因此，为了防止汽缸体压检不良，规定了汽缸体在机床上生产了5000 模必须将模具拆卸进行烧附打磨去除，保证生产的顺利进行。

（3）铸件料饼厚度对压检不良的影响

       为了论证铸件料饼厚度和压检不良的关系，分别将料饼厚度调节为35mm，25mm，15mm进行试验，统计的数据如表5所示，从图5可以看出，当铸件料饼厚度为35mm时，合格率为100%，当料饼厚度为15mm时最低，只有 67.6%的合格率。从图中不难看出，料饼厚度越短，机加压检后的合格率越低。

       众所周知，压力铸造就是铸件在完成充型后，还有一个增压的过程，铸件的料饼越薄，冷却也就随之越快，当料饼冷却以后，冲头对铸件的压力补充时，所受到的阻力也就越大。造成铸件在凝固过程中压力降低。在模具温度高的区域也就产生了气缩孔。因此，现场生产过程中，要控制后料饼的厚度，必须在35mm左右，一遍保证铸件的品质。

4、 结论

       为了汽缸体的铸件品质，对以下3点必须控制好。

（1）模具上有认真做好检查，保证模具排气槽间隙在0.4mm；

（2）模具生产到一定模数（如5000 模）必须进行烧附清理；

（3）在生产过程中要监控后料饼厚度，防止料饼变薄造成品质问题。

本文作者：黎春明 宋成猛 

                    重庆建设雅马哈摩托车有限公司

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