Technologie de moulage sous pression du bloc-cylindres inférieur d'automobile en alliage d'aluminium

Ces dernières années, la conservation de l'énergie et la réduction des émissions sont devenues la tendance de l'époque, et le poids léger des automobiles est également la tendance générale. Dans ces deux contextes majeurs, l'utilisation de matériaux d'alliage d'aluminium dans les automobiles est devenue de plus en plus étendue, et de plus en plus de pièces automobiles sont formées par moulage sous pression. En tant que composants de base des voitures, la plupart des blocs-cylindres du moteur sont en alliage d'aluminium et en fonte. Parmi eux, les blocs-cylindres en alliage d'aluminium moulé sous pression sont de plus en plus reconnus. Les constructeurs automobiles japonais, coréens, européens et américains utilisent principalement des blocs-cylindres en alliage d'aluminium moulé sous pression.

Dans le domaine de la production de blocs-cylindres, les blocs-cylindres ordinaires en fonte de sable présentent les avantages d'un processus simple, d'un faible coût, d'une bonne rigidité et d'une bonne résistance à la chaleur, mais il existe également un inconvénient, c'est-à-dire que le poids est trop important.

 Si vous divisez le vilebrequin sous le bloc-cylindres et la chemise de cylindre au-dessus du bloc-cylindres en deux, utilisez un alliage d'aluminium en dessous et de la fonte en haut, vous pouvez faire deux choses avec une pierre, ce qui non seulement réduit la qualité du bloc-cylindres , mais conserve également les avantages du bloc-cylindres en fonte.

 Le cylindre inférieur désigne la partie inférieure du vilebrequin du moteur après une telle division en deux. Étant donné que le corps inférieur du cylindre est une pièce à paroi épaisse et que l'épaisseur de la paroi varie considérablement, il est très difficile de le mouler sous pression. Nous avons appris de l'expérience nationale et étrangère pertinente, conçu et développé un ensemble de technologies de moulage sous pression de cylindres inférieurs pour un moteur 1.5T, et le test a été très réussi.

1. Difficultés de moulage sous pression du bloc-cylindres inférieur en alliage d'aluminium

La masse de moulage du cylindre inférieur en alliage d'aluminium est de 8.4 kg, la taille du contour est de 382 mm × 258 mm × 67 mm, la masse de moulage sous pression est de 11.1 kg, le matériau est A380 et l'épaisseur moyenne de la paroi est de 7.2 mm. Le bloc-cylindres inférieur étant relié au vilebrequin, un insert en fonte doit être placé en bas.

Le processus de moulage sous pression du corps de cylindre inférieur est compliqué et les principales difficultés sont les suivantes :

• Tout d'abord, la pièce moulée doit être placée dans 5 pièces d'inserts en fonte, et les inserts en fonte doivent être parfaitement noyés sur les pièces moulées en alliage d'aluminium sans séparation.
• Deuxièmement, l'épaisseur des pièces moulées du corps inférieur du cylindre est aussi mince que 2 mm dans la partie la plus mince et 24 mm dans la partie la plus épaisse, et la distribution est très inégale.
• Troisièmement, en raison de la grande différence d'épaisseur entre les deux parois latérales de l'insert, il apporte une grande difficulté au remplissage par écoulement du liquide d'alliage d'aluminium, et teste également sa capacité d'alimentation.
• Quatrièmement, les pièces moulées en alliage d'aluminium sont sujettes à des défauts tels que des pores, des trous de retrait, des fissures et une porosité de retrait, et le contrôle de la qualité est difficile.

2. Points clés de la technologie de moulage sous pression du bloc-cylindres inférieur en alliage d'aluminium

Selon l'analyse des tests, nous pensons que les principaux points techniques de la production de moulage sous pression du bloc-cylindres inférieur sont les suivants :

• Tout d'abord, concevez scientifiquement le système de déclenchement du moulage sous pression du bloc-cylindres. La position d'insertion au milieu du bloc-cylindres inférieur est à paroi mince et les parties supérieure et inférieure sont des pièces épaisses et grandes. Par conséquent, nous choisissons le versement d'un seul côté, de sorte que l'aluminium en fusion puisse être alimenté par le bas. , Passez par l'insert du milieu et atteignez le haut.
• Deuxièmement, nous utilisons un moulage sous pression sous vide de blocs d'échappement réfrigérés en forme de dent. La combinaison d'un bloc d'échappement refroidi en forme de dent et d'une machine à vide peut améliorer le problème de fluidité insuffisante causé par des parois latérales minces et assurer une bonne qualité de coulée.
• Troisièmement, afin d'améliorer la mouillabilité du liquide d'alliage d'aluminium et des inserts en fonte, nous préchauffons les inserts, ce qui garantit non seulement que la fonte et l'alliage d'aluminium ne se séparent pas après le formage, mais améliore également la fluidité de l'aluminium fondu. . Après essais, la structure interne du corps inférieur du cylindre que nous avons obtenu est dense et l'aspect est bien formé.

Dans le processus de moulage sous pression du cylindre inférieur, des paramètres de processus scientifiques et raisonnables sont la garantie d'obtenir un cylindre inférieur de haute qualité. Nous pensons que les paramètres de processus suivants sont les principaux facteurs d'influence pour le moulage par coulée :

• Tout d'abord, la température de moulage sous pression. Pendant le processus de moulage sous pression, la température de l'aluminium fondu doit être bien contrôlée, car la température est trop élevée ou trop basse pour obtenir de bons résultats de moulage, trop élevée entraînera facilement un rétrécissement et un rétrécissement, et trop bas conduira facilement à un mauvais remplissage. De manière générale, la température raisonnable de l'aluminium fondu doit être comprise entre 650 et 665 et la température après pulvérisation du moule doit être comprise entre 150 et 200 .
• Deuxièmement, la température de l'insert. Lorsque l'insert atteint 120-140℃, l'aluminium fondu déborde d'un côté du réservoir, ce qui peut améliorer la qualité interne.
• Troisièmement, la vitesse et la pression d'injection rapide et lente du moulage sous pression. La vitesse d'injection rapide et d'injection lente doit être contrôlée à environ 4 m/s et 0.22 m/s respectivement, et la pression doit être contrôlée à environ 70 MPa.
• Quatrièmement, la qualité de l'aluminium fondu. En tant que matériau de base des pièces moulées, la qualité de l'aluminium fondu détermine la qualité des pièces moulées. Par conséquent, pour assurer la qualité de l'aluminium fondu, chaque paquet d'aluminium fondu doit être raffiné et dégazé pour éviter la pollution.

3. Défauts de moulage sous pression du cylindre inférieur en alliage d'aluminium et contre-mesures

Une fois le moulage formé, nous avons effectué une inspection aux rayons X sur le moulage et constaté que le moulage présentait des défauts internes, tels que des cavités de retrait, des pores et une porosité de retrait.

 Afin d'améliorer les défauts et d'améliorer la qualité, nous avons proposé des contre-mesures correspondantes, dont les principales orientations sont les suivantes :

• Tout d'abord, améliorez la structure du réservoir de trop-plein. La rainure de trop-plein a pour fonctions d'expulser le gaz dans la cavité, de stocker le gaz mélangé et de transférer les pièces de retrait/retrait. Après des essais et des recherches répétés, nous avons découvert que nous pouvons utiliser des méthodes telles que l'extension et l'ajout de rainures de débordement pour améliorer le retrait, les pores et autres défauts. Comme il y a plus de retrait et de porosité au milieu de la coulée, la pression de remplissage sera affectée si l'orifice de trop-plein est réglé sur un grand plan, de sorte que l'orifice de trop-plein vertical est généralement sélectionné.
• Deuxièmement, optimisez le système de refroidissement du moule. Les trous de retrait dans les pièces moulées apparaissent généralement à des endroits où la température locale est trop élevée ou l'épaisseur de paroi est trop grande. Grâce à des recherches, nous avons découvert que la température plus élevée au niveau des parois latérales plus épaisses peut facilement provoquer des cavités de retrait. Étant donné que le diamètre minimum du tuyau de refroidissement ponctuel initialement sélectionné est de 12 mm, ce qui ne peut pas refroidir efficacement les emplacements mentionnés ci-dessus, nous avons amélioré la structure du tuyau d'eau de refroidissement, en utilisant un équipement de refroidissement à haute pression et un tuyau de refroidissement ponctuel en acier inoxydable avec un diamètre intérieur de 4 mm. Nous avons refroidi les noyaux du moule des deux côtés de la coulée à environ 180°C, ce qui a considérablement réduit le phénomène de retrait et a grandement amélioré la qualité de la coulée.
• Troisièmement, améliorez la séparation des inserts. Compte tenu du phénomène de séparation entre les inserts et les pièces moulées en alliage d'aluminium, nous avons adopté les mesures suivantes : tout d'abord, utiliser un diluant pour nettoyer les inserts afin d'améliorer la mouillabilité ; deuxièmement, effectuer une inspection des trous de positionnement et une inspection d'apparence sur les inserts, à l'aide de fil d'acier. dans un troisième temps, le test de préchauffage a été réalisé sur les inserts. L'étude a révélé que lorsque la température atteint 120℃ ou plus, le problème de la séparation des inserts peut être efficacement résolu.

4. Conclusion

 Ces dernières années, avec l'avancement des politiques d'économie d'énergie et de réduction des émissions de mon pays et la tendance générale des automobiles légères, les matériaux en alliage d'aluminium sont de plus en plus utilisés dans les automobiles, et de plus en plus de pièces automobiles sont formées par moulage sous pression, y compris les composants de base des automobiles-moteur. À l'heure actuelle, l'utilisation d'un cylindre inférieur en alliage d'aluminium est devenue une tendance, ce qui peut réduire le poids du cylindre et obtenir une meilleure qualité du cylindre. Cependant, en raison de la structure complexe du corps de cylindre inférieur et de la grande différence d'épaisseur de paroi, le moulage sous pression du corps de cylindre inférieur en alliage d'aluminium est plus difficile.

Grâce à des recherches expérimentales, cet article analyse les difficultés de la technologie de moulage sous pression des cylindres inférieurs en alliage d'aluminium et propose un système de moulage sous pression de cylindres scientifiquement conçu, utilisant la technologie de moulage sous pression sous vide de bloc d'échappement refroidi en forme de dent pour préchauffer les inserts et autres alliages d'aluminium. Points clés de la technologie de moulage sous pression du bloc-cylindres inférieur. En outre, il résume également les défauts de moulage sous pression du bloc-cylindres inférieur en alliage d'aluminium, tels que les cavités de retrait, les pores, la porosité de retrait, etc. bloc-cylindres.

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