中國壓鑄雜志
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王中王资料一肖中特zhunytop:高真空壓鑄技術在汽車變速箱殼體中的應用

作者:admin 來源:原創 發表時間:2018-07-17
 
 
文:廣東鴻圖科技股份有限公司  趙衛紅
 
摘 要以變速箱殼體壓鑄生產中的缺陷為研究對象,采用高真空壓鑄技術,改善了鑄件的內部氣孔狀態和力學性能。對比發現,使用高真空壓鑄工藝后,壓鑄件的油道漏氣率大幅降低,合格率達到97%,降低了成本。高真空壓鑄件的抗拉強度和伸長率分別比普通真空鑄件提高了約17.4%和37.1%。
 
關鍵詞 變速箱殼體;高真空壓鑄;氣孔;力學性能
 
隨著鑄件的結構愈來愈復雜,產品質量要求也越來越高,傳統的壓鑄工藝已經很難滿足客戶需求。高真空壓鑄技術是近年來在普通真空壓鑄基礎上發展起來的,它不僅具有普通真空壓鑄的優點,而且排氣能力更強,型腔內的真空度更高。生產的鑄件,具有更高的韌性和強度,能夠增強企業在高端壓鑄市場的核心競爭力。
本課題以某款變速箱殼體壓鑄件為研究對象,該鑄件在用普通真空工藝生產時,易產生質量缺陷。對模具進行優化設計,采用高真空壓鑄工藝生產,從根本上解決了油道漏氣問題,大大提升了壓鑄件合格率。
1、鑄件特點及工藝分析
圖1為汽車變速箱殼體的結構圖。鑄件毛坯質量為10.6kg,材質為 
 
ADC12。輪廓尺寸為482mm×375mm×240 mm,最大壁厚為 35mm,最小壁厚 為 2.5mm;要求抗拉強度大于240 MPa,伸長率大于 1.5%;要求在0.3 MPa的壓力下,泄漏量小于2mL/min。   該變速箱殼體結構中高壓油道多且集中,而油道與油道之間的交叉位置壁薄,極 易發生油道間的相互竄漏現象。
 
2、鑄件缺陷分析及模具設計
2.1 壓鑄件缺陷分析
該變速箱殼體鑄件前期采用普通真空壓鑄工藝,壓鑄件不良率高達25%。不良品主要缺陷為高壓油道漏氣。將漏氣位置進行局部剖切后發現周圍有明顯氣孔,見圖2。經過多次工藝參數調試以及對模具的優化,缺陷的改善效果均不明顯,最終確定采用高真空壓鑄 工藝。
 

 
2.2 高真空模具設計特點
傳統的真空模具采用激冷排氣塊作為型腔與真空管道的連接通道,金屬液在流入該排氣塊時阻力大,流速降低并迅速凝固堵住排氣道以防止金屬液進入真空
管道。激冷排氣塊結構中由于排氣道截面積受限制,所以型腔中的真空度不高。
高真空壓鑄模具采用真空閥作為氣體排出通道,排氣面積大且型腔中真空度高。
真空閥主要分為機械閥和液壓/氣動閥?;搗в兇漚峁辜虻?、控制系統成本低、
容易清理等優點,但是排氣量不大,容易堵塞,閥體成本高。液壓/氣動閥具有排氣面積大,不易堵塞等優點,但其對控制系統的要求很高。同時,高真空模具為了獲得低于10kPa的高真空度,還必須要設計模具密封結構。模具大分型面的密封一般采用耐高溫的密封膠條來實現,除此之外,模具抽芯結構、推桿系統以及模具與壓室的配合位等也需設計密封結構。
在工藝優化設計中,模具排氣結構采用了液壓式真空閥。其工作原理是將壓射沖頭行走的距離,轉換為真空通道關閉電磁閥的脈沖信號,依據沖頭行進的距離開啟和關閉真空通道。該過程的關鍵是要在金屬液到達真空閥之前關閉閥芯,
防止金屬液通過真空閥進入抽氣管道形成堵塞。
2.3 高真空模具試模
經過高真空模具的設計及制造后,使用25000kN壓鑄機并配備真空機進行試模。試制工藝參數見表1。并針對不同的評價指標對兩種工藝生產情況和鑄件質量進行對比。高真空壓鑄件和普通真空壓鑄件分別見圖3和圖4。




 
3、試驗結果與分析
3.1 鑄件力學性能
在兩種不同工藝生產的鑄件中各隨機抽?。導?,并在鑄件的1號,2號位置取樣,見圖5。試樣編號1~5是在圖5中1號位置高真空壓鑄件取樣,編號6~10為2號位置取樣;編號1
 

 
1~15是普通真空鑄件1號位置所取試樣,編號16~20為對應鑄件的2號位置所取試樣。將這20個試樣做拉伸試驗,結果見表 2。結果表明,高真空鑄件的平均抗拉強度和伸長率分別為263.51MPa和2.66%,普通真空鑄件的平均抗拉強度和伸長率分別為224.46 MPa和1.94%,可見高真空鑄件的抗拉強度和伸長率分別比普通真空鑄件提高了約17.4%和37.1%。


 
3.2 鑄件內部品質對比
對高真空壓鑄工藝及普通真空壓鑄工藝生產的樣件進行 X 光檢測,見圖6。從圖6a可以看到,普通真空壓鑄件內部有密集性氣孔,泄露風險大,嚴重影響鑄件品質。從圖6c可以看到,鑄件同一部位幾乎沒有氣孔缺陷,內部組織致密,鑄件品質好。經過氣密性測試,鑄件的油道漏氣率大幅降低,高真空壓鑄工藝生產的鑄件合格率達到97%。
 
4、結語
通過對兩種真空壓鑄工藝的試驗結果進行對比發現,高真空壓鑄件的力學性能如抗拉強度和伸長率都得到了明顯提升,油道漏氣率大幅降低,成品率達到
97%,滿足了客戶要求。
 
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