鋁合金前蓋及其製造工藝的製作方法
2023-05-18 00:37:21
專利名稱：鋁合金前蓋及其製造工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽油發動機用的鋁合金前蓋及其製造工藝。
背景技術：
前蓋是汽油發動機的水冷卻通道，它直接裝在發動機氣缸體的前端面，氣缸體的水泵孔直接與前蓋的水泵孔連接，它的質量好壞將直接關係到發動機的工作溫度，從而影響發動機的工作性能。目前，汽油發動機鋁合金前蓋採用鋁合金319(美國牌號)材料進行砂型鑄造(即翻砂鑄造工藝)而成。該製造工藝投入設備成本高，產出的鋁合金前蓋表面粗糙，內部組織不緻密，氣孔較多，水循環通道氣密性差，大多數前蓋鑄件需進行「浸滲處理」後續工序，即需添加堵漏膠對氣孔進行堵塞，浪費較大。發動機在運行中，該前蓋的水循環通道容易漏水，造成發動機溫度過高。從而對發動機的工作性能造成負面影響。
發明內容
本發明的目的在於克服上述的不足，而提供一種表面光滑、內部組織緻密、水循環通道氣密性好的鋁合金前蓋及其製造工藝。
本發明的目的通過如下技術方案來實現一種鋁合金前蓋，所述的鋁合金前蓋的化學成份以重量計算，其構成為7.8-8.2％矽、2.6-3.0％銅、0.25-0.35％鎂、0.28-0.38％錳、餘量為鋁。其雜質含量不大於0.45％鐵、0.3％鋅、0.2％鉛、0.2％鉻、0.1％錫、0.1％鎳、0.1％鈦。
上述的鋁合金前蓋的製造工藝為首先準備該前蓋的模具及其水循環通道砂芯待用；再將按上述比例配製完備的鋁合金原材料在保溫爐中直接進行熔煉，並通過精煉除氣機使用噴粉精煉劑對該鋁合金溶液直接進行精煉除氣、變質處理；同時採用數顯溫度表通過熱電偶直接對該鋁合金溶液的溫度進行監控，使鋁合金溶液的質量得到保證；澆注時，將製備好的水循環通道砂芯按前蓋模具定位準確放入模具型腔中，再將上述合格的鋁合金溶液澆注到前蓋模具上的澆口杯裡，用木扒扒去澆口杯表面的氧化皮，再採用自動伺服控制系統的金屬型重力鑄造機直接進行重力翻轉鑄造，使鋁合金溶液平穩地進入模具型腔內；鑄造後經冷卻凝固，取出鋁合金前蓋鑄件，再經清理拋丸、最後經加工中心加工而製得鋁合金前蓋產品。
採用本發明後，由於該鋁合金前蓋的內部化學成份及其製造工藝的變化、改進，使製得的鋁合金前蓋表面光滑，內部組織緻密，氣密性好，氣孔很少，其90％鑄件不再需進行「浸滲處理」，其鑄造成型性、加工性均優良，且降低了生產成本。從而發動機在運行中，鋁合金前蓋的水循環通道不會漏水，發動機溫度工作正常，有效提高了發動機的工作性能。
具體實施例方式
本發明鋁合金前蓋材料(牌號為RM-AC4B)化學成份以重量計算，其構成為7.8-8.2％矽(Si)、2.6-3.0％銅(Cu)、0.25-0.35％鎂(Mg)、0.28-0.38％錳(Mn)、餘量為鋁(Al)。
所述的鋁合金前蓋的化學成份以重量計算，其雜質含量不大於；0.45％鐵(Fe)、0.3％鋅(Zn)、0.2％鉛(Pb)、0.2％鉻(Cr)、0.1％錫(Sn)、0.1％鎳(Ni)、0.1％鈦(Ti)。
上述的鋁合金前蓋的製造工藝為首先準備該前蓋的模具(該模具可重複使用8萬多次)及其水循環通道砂芯(包括1號、2號、3號水循環通道砂芯，只能使用1次)待用；再將按上述比例配製完備的鋁合金原材料在保溫爐中直接進行熔煉，並通過精煉除氣機使用噴粉精煉劑(進口產品為佳)對該鋁合金溶液直接進行精煉除氣、變質處理；同時採用數顯溫度表(1.5級)通過熱電偶直接對該鋁合金溶液的溫度進行監控，使鋁合金溶液的質量得到保證；澆注時，將製備好的水循環通道砂芯按前蓋模具定位準確放入模具型腔中，再將上述合格的鋁合金溶液澆注到前蓋模具上的澆口杯裡，用木扒扒去澆口杯表面的氧化皮，再採用自動伺服控制系統的金屬型重力鑄造機(日本產)直接進行重力翻轉鑄造，使鋁合金溶液平穩地進入模具型腔內(此工藝可稱為金屬型翻轉鑄造工藝)；鑄造後經冷卻凝固，取出鋁合金前蓋鑄件，再經清理拋丸、最後經加工中心加工而製得鋁合金前蓋產品。從而使整個制模、制芯、熔煉、鑄造過程在生產設備和工藝上得到有效控制。
為了顯著提高鋁合金前蓋的抗拉強度、延伸率、硬度和耐熱性，改善其切削性，還可以將上述鑄造(即金屬型翻轉鑄造工藝)製得的鋁合金前蓋鑄件先放入淬火爐中進行固溶處理，然後經時效爐3-6小時後取出，再經清理拋丸、最後經加工中心加工而製得鋁合金前蓋產品。也就是說，該鋁合金前蓋可通過熱處理，使鋁合金原材料形成的化合物Mg2Si、Al3Mg2、CuAl2通過熱處理得到強化，從而提高鋁合金前蓋的力學性能。該鋁合金前蓋在不同狀態下的力學性能表如下
鋁合金前蓋在不同狀態下的力學性能表
權利要求
1.一種鋁合金前蓋，其化學成份以重量計算，其特徵在於所述的鋁合金前蓋的構成為7.8-8.2％矽、2.6-3.0％銅、0.25-0.35％鎂、0.28-0.38％錳、餘量為鋁。
2.如權利要求1所述的鋁合金前蓋，其化學成份以重量計算，其特徵在於所述的鋁合金前蓋的雜質含量不大於0.45％鐵、0.3％鋅、0.2％鉛、0.2％鉻、0.1％錫、0.1％鎳、0.1％鈦。
3.一種根據權利要求1或2所述的鋁合金前蓋的製造工藝，其特徵在於首先準備該前蓋的模具及其水循環通道砂芯待用；再將按上述比例配製完備的鋁合金原材料在保溫爐中直接進行熔煉，並通過精煉除氣機使用噴粉精煉劑對該鋁合金溶液直接進行精煉除氣、變質處理；同時採用數顯溫度表通過熱電偶直接對該鋁合金溶液的溫度進行監控，使鋁合金溶液的質量得到保證；澆注時，將製備好的水循環通道砂芯按前蓋模具定位準確放入模具型腔中，再將上述合格的鋁合金溶液澆注到前蓋模具上的澆口杯裡，用木扒扒去澆口杯表面的氧化皮，再採用自動伺服控制系統的金屬型重力鑄造機直接進行重力翻轉鑄造，使鋁合金溶液平穩地進入模具型腔內；鑄造後經冷卻凝固，取出鋁合金前蓋鑄件，再經清理拋丸、最後經加工中心加工而製得鋁合金前蓋產品。
4.根據權利要求3所述的鋁合金前蓋的製造工藝，其特徵在於將所述的鑄造製得的鋁合金前蓋鑄件先放入淬火爐中進行固溶處理，然後經時效爐3-6小時後取出，再經清理拋丸、最後經加工中心加工而製得鋁合金前蓋產品。
全文摘要
本發明公開了一種發動機用鋁合金前蓋及其製造工藝，其化學成份以重量計算，構成為7.8－8.2％矽、2.6－3.0％銅、0.25－0.35％鎂、0.28－0.38％錳、餘量為鋁。其製造工藝首先準備該前蓋的模具及其水循環通道砂芯待用；再將按上述比例配製完備的鋁合金原材料在保溫爐中熔煉，並進行精煉除氣、變質處理、溫度監控；澆注時，將水循環通道砂芯準確放入前蓋模具型腔中，再將合格的鋁合金溶液澆注到模具上的澆口杯裡，採用金屬型重力鑄造機進行重力翻轉鑄造，使鋁合金溶液平穩地進入模具型腔內；鑄造後經冷卻凝固、清理拋丸、加工中心加工而成。該鋁合金前蓋表面光滑，內部組織緻密，氣密性好，氣孔很少，有效提高了發動機的工作性能。
文檔編號C22C1/02GK1876867SQ20061005234
公開日2006年12月13日 申請日期2006年7月7日 優先權日2006年7月7日
發明者韓玉明, 葉錦瑞, 徐海登, 何遠傑 申請人:瑞明集團有限公司