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发动机油底壳生产新工艺

作者:admin 来源:未知 发表时间:2012-08-10

 

1所示的产品是我公司为大众公司最新开发的EA111发动机配套的油底壳。

外形尺寸:420mm×220mm×180mm,壁厚3.0mm,重量2.3kg,材料为铝合金AlSi10Mg。油底壳安装在发动机的底部,需要足够的强度、韧性、密封性,图样要求整个零件孔隙率小于4%,底部伸长率A57%,且在105Pa压力下不能泄漏。

 

油底壳加工工艺流程

由于此油底壳比其他铝合金压铸件增加了底部伸长率A57%的特殊要求,因此必须采取热处理,工艺流程如下:

熔炼→压铸→去浇口→热处理→清理飞边→切削加工→装配密封检验→清洗→包装。

 

技术创新点

正常生产的压铸件,延伸率A51%3%,硬度不小于80HB,由于油底壳处于发动机的底部,在汽车行驶的过程中会经常遭到撞击,而造成油底壳底部出 现裂纹。这就要求油底壳底部要有一定的伸长率(A57%)和硬度(6065HB),因此需要对其底部进行局部热处理软化,提高其延展性,而其余部分还要保持原有硬度不变(硬度不小于80HB)。这就涉及到一个新的技术油底壳 热处理软化技术,即对油底壳底部进行局部高频淬火。

我公司采购德国进口的专用油底壳热处理设备(如图2),包括MW25变频器、SPS控制箱、冷却循环装置、含有温度调节器和感应盘的安装台。将铝合金熔炼,在640670℃时进行压铸。压铸完成机器人取下工件,冷却至室温, 去除浇口后放到热处理设备的感应盘上,夹紧工件后,进行热处理软化。

热处理工艺及热处理后的试验

1、热处理工艺

如图3所示,室温下的工件加热40s,油底壳底部温度达到500,在500的温度下保持120s后在空气中自然冷却。整个过程约3min。将工艺参数设置到控制箱中后,自动循环生产。

2、热处理后需做三项试验

1)在热处理区域如图4所示位置123处取试片,在拉伸试验机上做拉伸试验,工程要求伸长率A57%  

2)抗石击打试验 工程要求88J/R40。在图413部位用重8.8kg半径为R40的圆柱形重锤自1m高度自由落体击打油底壳,不能有裂纹。实际用涂色法检验无裂纹。

3)硬度检测 油底壳底部(图4中的2为检测区域)要求6065HB,周边凸缘螺栓安装孔处(法兰面区域)要求硬度不小于80HB。实际检测结果均符合要求。

热处理工序的失效模式

1、取样做伸长率检测时, 伸长率达不到7%

EA111发动机的油底壳选用的材料为铝合金AlSi10Mg,在化学成分中,对热处理后的伸长率影响较大的成份为MgCuFe;材料标准DIN EN1706中要求wMg0.2%0.5%wCu0.1%最大、wFe1.0 %最大,通过德国合作公司的经验及我公司的实践,我们将Mg含量控制在wMg=0.35%0.5%Cu含量控制在wCu=0.05%最大、Fe含量控制在wFe=0.75%0.95%。通过严格控制材料的化学成分,并及时清理、清洗保温炉以保证材料的清洁及纯度,使铸件在热处理软化后达到伸长率7%的要求。

2、铸件在热处理后局部起泡

压铸零件内存在气孔是不可避免的,但如果在热处理区域出现气孔的话,气体在加热500时迅速膨胀,在零件表面出现气泡,导致零件报废。因此,要求在热 处理之前的压铸工序中,必须保证零件的孔隙率小于4%,且油底壳底面要热处理的区域不能有气孔。为保证压铸的油底壳毛坯件气孔率小于4%,我们选用意大利 进口的意德拉OL1200T压铸机,在模具上安装两处真空阀进行真空压铸,如图5所示,并且在压铸模具内加工出加热油通道,外接模具加热器,采用恒温压 铸,保证压铸过程的稳定性,如图6所示。

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