用缸體壓鑄方式生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，可縮短工藝路線，提高生產(chǎn)率，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，盡管這一生產(chǎn)方式存在個(gè)別的缺點(diǎn)，但隨著壓鑄工藝水平的不斷提高，人們將不斷克服，缸體的壓鑄生產(chǎn)已逐漸成為新的發(fā)展趨勢。壓鑄屬于鑄件的一種。
缸體壓鑄特點(diǎn)
隨著人們對(duì)環(huán)保、輕量化的要求日益提高，汽車中的許多關(guān)鍵部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等，逐漸轉(zhuǎn)向采用壓鑄生產(chǎn)。
相比傳統(tǒng)的鑄造，壓鑄缸體有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.效率高。在所有的鑄造方法中，壓鑄是一種生產(chǎn)率最高的方法，這主要是由壓鑄過程的特點(diǎn)決定，且隨著生產(chǎn)工藝過程中機(jī)械化、自動(dòng)化程度的進(jìn)一步發(fā)展而提高。生產(chǎn)一個(gè)缸體的時(shí)間一般為3min左右，相對(duì)傳統(tǒng)的低壓或者砂型鑄造省時(shí)省力。
2.精度高。只需個(gè)別部位加工即可使用。
3.鑄件的強(qiáng)度和表面硬度較高。
4.節(jié)能省耗。一般每臺(tái)設(shè)備每年可生產(chǎn)7萬件左右。
5.占地面積少。
6.工藝路線短。傳統(tǒng)的鑄造工藝，缸體生產(chǎn)需要經(jīng)過造型、制芯、澆注、冷卻、落砂、清理、機(jī)加以及熱處理等諸多工序。而壓鑄則只需提前加工模具，澆注后很快將缸體毛坯鑄件從壓鑄島(壓鑄機(jī)和各周邊設(shè)備一起統(tǒng)稱為壓鑄島)中取出，或者由人工去除飛邊毛刺，之后進(jìn)行檢驗(yàn)、加工等即可。
壓鑄也存在一定的缺點(diǎn)：
1.鑄造缺陷較多。由于液體合金充型速度極快，型腔中的氣體很難完全排除，常以氣孔形式存留在鑄件中。另外，壓鑄填充過程中的氧化夾雜等，如果集渣包等設(shè)計(jì)不合理，容易殘留在產(chǎn)品內(nèi)部。
2.壓鑄初次投資較高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，如果生產(chǎn)的缸體數(shù)量低于10萬個(gè)，低壓鑄造或砂型鑄造的成本低于壓鑄。
缸體樣式及壓鑄島布局
排量在2.0L以下的汽車缸體一般為直列三缸或四缸，而大于2.0L排量的缸體則可能為直列六缸或V型六缸。圖1所示分別為汽車的直列三缸、直列四缸、直列六缸和V型六缸缸體的外形。
常用汽車缸體
目前來講，一般的壓鑄島布局比較復(fù)雜，而且沒有標(biāo)準(zhǔn)的布局格式。每個(gè)壓鑄廠家都會(huì)根據(jù)自己生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)和特點(diǎn)提出一些與眾不同的布置，從而方便生產(chǎn)。壓鑄島的基本周邊設(shè)備一般如下：
.壓鑄機(jī)，噸位從2200～4 400t不等，主要由產(chǎn)品投影面積和增壓壓力決定。
鋁合金融化爐，或者鋁合金保溫爐，噸位一般在2t左右，由產(chǎn)品重量和生產(chǎn)節(jié)拍決定。
.噴涂設(shè)備，采用雙軸式噴涂或機(jī)器人噴涂，噴嘴的布局和噴頭結(jié)構(gòu)要求高，要能保證噴涂的質(zhì)量;脫模劑的容器需要足夠大，否則脫模劑添加過于頻繁。
取件設(shè)備，一般采用機(jī)器人取件，因?yàn)檩S數(shù)太少，普通的簡單取件手不能滿足要求，且無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。
風(fēng)冷架或水冷箱，根據(jù)不同廠家的要求、經(jīng)驗(yàn)和缸體的特點(diǎn)而定。
切邊機(jī)，用于去除集渣包和澆道等。
.缸套輸送帶，缸套作為鑲嵌件需要用輸送帶送達(dá)相應(yīng)位置，由機(jī)器人放入模具。
模溫機(jī)，因?yàn)楦左w生產(chǎn)對(duì)模具溫度要求很高，模溫機(jī)不可或缺。
壓鑄島的布局可以各式各樣，圖2所示為一典型布置，僅供參考。
V型缸體的生產(chǎn)
國內(nèi)目前還沒有采用壓鑄方法進(jìn)行V型缸體生產(chǎn)的廠家。V型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體主要是缸套部分的抽芯比較困難，其余部分和直列的缸體沒有太大的區(qū)別。比較簡單的解決方法是在動(dòng)定模板之間添加第三塊模板，且稱為中模板。中模板和動(dòng)模板之間用液壓連接。開模時(shí)，先打開動(dòng)模板，然后抽芯，然后再打開中模板。之后上下左右滑塊打開，這樣就可以順利把缸體從模具中取出。
壓鑄工藝要點(diǎn)
首先，應(yīng)該合理設(shè)計(jì)缸體壓鑄件的澆注系統(tǒng)。通常缸體壓鑄件的澆注系統(tǒng)有兩種形式：單側(cè)澆注系統(tǒng)和雙側(cè)澆注系統(tǒng)。單側(cè)澆注系統(tǒng)一般用于小型缸體，雙側(cè)澆注系統(tǒng)一般用于大型缸體。澆注系統(tǒng)應(yīng)注意沿金屬液流動(dòng)方向逐步縮減，以減少氣體卷入。齒形激冷排氣塊排氣集渣效果良好，獲得廣泛使用。齒形排氣道的厚度大致控制在0.6mm以下。
缸體壓鑄件質(zhì)量對(duì)壓射工藝參數(shù)的變化非常敏感。速度過高容易造成鑄件中的氣體增加，過低則容易造成充填不良現(xiàn)象。壓射壓力過低，鑄件中氣孔、縮孔等缺陷增加;壓力過高，飛邊及毛刺等增加，對(duì)模具損害也大。壓鑄過程中應(yīng)十分小心調(diào)整工藝參數(shù)，采取合適的壓射速度，確定合理的速度轉(zhuǎn)換位置，使型腔中的氣體盡量排出，使殘余氣體在鑄件內(nèi)部呈彌散分布狀態(tài)，而不至于穿透鑄件斷面，形成泄漏。此外，應(yīng)注意及時(shí)增壓，在凝固之前對(duì)鑄件進(jìn)行有效壓實(shí)。實(shí)際上，缸體尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚差異大，很難選取一個(gè)好的工藝規(guī)范。通常，缸體壓鑄的慢壓射速度控制在0.2m/s左右，快壓射速度控制在3～5m/s;或者填充速度控制在30～50m/s，壓力一般不低于70MPa。
缸體壓鑄對(duì)壓鑄溫度更為敏感。對(duì)于常用合金，金屬液的溫度要控制在640～680℃之間，模具的溫度噴涂后控制在150～200℃之間。要使用模溫機(jī)對(duì)模具溫度進(jìn)行控制，實(shí)際上，模溫機(jī)已成為缸體壓鑄中不可缺少的輔助設(shè)備。同時(shí)要設(shè)置足夠的冷卻/加熱管道，保證對(duì)模具溫度的有效控制。推薦采用獨(dú)立進(jìn)、出水冷卻方式并且可調(diào)，冷卻水可以按要求流量直接到達(dá)要求冷卻的部位，充分發(fā)揮冷卻作用。動(dòng)定模溫差不能過大，否則容易造成鑄件熱應(yīng)力增大，出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。
另外，脫模劑對(duì)缸體壓鑄至為重要。好的脫模劑除可以控制模具溫度分布外，還可以減少開模時(shí)的摩擦力，避免粘?，F(xiàn)象發(fā)生。尤其在模具溫度偏高時(shí)，更應(yīng)注意脫模劑的合理和有效使用。
除了前述各因素外，合金液的質(zhì)量也不可忽略。應(yīng)充分注意合金液質(zhì)量，避免合金污染，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行除氣和精煉處理。真空方法也是缸體壓鑄一個(gè)有效的質(zhì)量保證措施，但會(huì)增加額外工序。目前，許多壓鑄廠在生產(chǎn)缸體時(shí)未采用真空方法，也能壓鑄出合格產(chǎn)品。
