低压铸造4G9型缸盖常见缺陷及解决方法

第33卷第4期2013年8月黑龙江冶金HEILONGJIANGMETALLURGYVOL_33NO4AUGUST2013低压铸造4G9型缸盖常见缺陷及解决方法耿笑冰，李树春，潘关艳，贾绪姓东安汽车动力股份有限公司，哈尔滨150066摘要本文总结了低压铸造4G9型20L气缸盖批量生产的实践经验，结合理论分析探讨了防止该产品常见铸造缺陷的对策。关键词低压铸造；缸盖；缺陷；防治DEFECTSOFLOWPRESSUREDIECASTING4G9CYLINDERHEADANDPREVENTIONMETHODGEXIAOBING，LISHUCHUN，PANME,AN，JIAXUSHENDONGANAUTOMOBILEPOWERCO，LTD，HARBIN150066CHINAABSTRACTTHISPAPERSUMMARIZESTHEPRACTICALEXPERIENCEOFMASSPRODUCTIONOFLOWPRESSURECASTINGOF4G9STYLE20LCYLINDERHEADANDDISCUSSESTHECOUNTERMEASURESOFPREVENTINGTHECOMMONDEFECTSOFCASTINGTHEPRODUCTCOMBINEDWITHTHEORETICALANALYSISKEYWORDSLOWPRESSURECASTING；CYLINDERHEAD；DEFECTS；PREVENTION4G9型20L气缸盖采用低压铸造工艺进行生产，生产初期产品存在很多缺陷，严重影响产品内外部质量提高，同时居高不下的废品率给公司降成本工作带来很大压力。需要从工艺方面人手解决，进行研究和改善。1主要技术原理4G9型2OL气缸盖铸件净重115KG，16气门、顶置单凸轮轴，结构复杂。根据其体积结构的特点，选择采用低压铸造的方法生产。低压铸造是指液态金属在干燥的空气压力作用下，沿着升液管由下而上的充填型腔，形成铸件的一种方法。由于在整个铸造过程中采用的压力较低，所以称之为低压铸造。金属液是在外力作用下结晶凝固，进行补缩，它的充型过程不同于重力铸造。低压铸造要求在设备控制的相反于重力方向的压力下形成自上而下的反向凝固，顺序凝固和补缩通道成为决定铸件质量的关键因素，在实际生产过程中由于受缸盖自身结构、低压铸造设备、模具、合金材料等因素的影响，缸盖的顺序凝固常被破坏而产生缩松、缩孔、浇口短、补缩不足、“冻死”等缺陷。2产品常见缺陷及对策21机加后水路打压渗漏问题4G9缸盖采用的铸造工艺凝固原理为反重力凝固，即产品是由下向上形成补缩，在成型过程中需要克服重力完成逆向凝固，因此产品内部质量较难控制。生产初期机加后水路打压渗漏率达到83以上。低压铸造产品成型过程中压力的选择是影响产品质量的关键点，因此，结合产品结构及渗漏特点从优化压力参数人手进行一系列试验。经过试验最终决定采用表1中的方案4进行连续生产。优化参数后共投产5284件，累计机加合格率达968，合格率提高64个百分点，水路打压渗漏废品比率下降63个百分点，产品质量明显改善。收稿日期20130528作者简介耿笑冰，毕业于大连理工大学，金属材料科学与工程专业，工程师。44第4期耿笑冰，等低压铸造4G9型缸盖常见缺陷及解决方法22产品局部力学性能不合格，JNR频繁断刀问题如图1所示，产品力学性能试验要求采用零件取样方式进行，9、10、11处于气缸盖中间位置，在490OC焙烧2H，冷却1H工艺条件下，组织难以完全转变，达不到硬化目的，低硬度部位在加工时因粘刀而产生断刀情况出现。因此试验采用淬火时效方式来提高产品整体力学性能。经过反复试验摸索，最终采用第3种工艺进行连续生产，后经批量加工试验，表明该种热处理表2热处理工艺试验记录图1产品零件取样示意图工艺根本解决了产品局部力学性能不合格及加工频繁断刀问题。23排气道缩孔问题由于产品结构设计原因，缸盖底排气道气门导管加工位置存在十分严重的缩孑L情况，缩孔件一度占到投产比例的474，有缩孔缺陷的缸盖在内部气密性打压试验时不易出现渗漏因此很难100控制这类问题的发生，产品上线后存在非常严重的质量隐患。通过对缩孑L部位解剖分析并与结构类似产品进行对比后发现，缩孔部位存在明显的设计缺陷，如图2所示。经过改良后，排气道缩孑L问题得到了根本性的解决，排除了潜在的机加质量隐患。24进气道口气性打压渗漏问题在产品生产初期，对缸盖进行气密性试验，