發動機零部件的鑄造工藝分析及工序控制探析

摘?要：文章對發動機零部件的鑄造工藝進行了研究，首先總結了發動機油封的鑄造流程，然后研究了3D打印在零部件鑄造工作中的應用，以期幫助提升發動機零部件的鑄造水平。

關鍵詞：發動機部件;鑄造;工藝流程;3D打印

一、 引言

發動機零部件的鑄造工藝十分復雜，為了滿足發動機的精密需求，必須要做好各項流程的控制工作，并且合理使用相關技術。

二、 發動機油封鑄造的工藝流程

發動機零部件中，油封對于對內部孔隙率的要求比較高，需要控制在4%以下;為了保證密封性，需要確保零件鑄造的精度。發動機需要做好雜質的控制，保證尺寸精度，防止零件的強度不足和防止減少發動機漏油。

對發動機油封鑄造的流程包括，原材料熔煉—壓鑄—去除澆口、清理毛刺—機加工—清洗，最后還要對密封性做好檢測工作，并且做好包裝。文章的發動機油封采用的是鋁合金鑄造，原材料為Al-7Si-4Cu。

三、 工序和工藝的控制

（一）熔煉

所使用的材料為Al-7Si-4Cu，除了鋁、硅、銅這三種主要成分，其中還包括一定量的鎂、鋅、錳、鐵、鎳等等，熔煉的時候在0.3MPa的氮氣下進行井合金的精煉，爐溫控制在750±15℃。

（二）壓鑄

在對壓鑄機的模具布局中，采用一模兩件的壓鑄方式，單個鑄件的投影面積為350 cm2，鑄件投影的總面積大約是900 cm2。將壓射比控制在75MPa，模具鎖的模力設置為7500kN。生產的過程中，使用機械手來完成部件的自動取件工作，以保證生產的連續性，同時控制鋁合金液的溫度，而模具的溫度控制在660℃±20℃，料柄厚度控制在25±4 mm的范圍。

模具的設計上，保證溢流槽和澆道控制在動模強的內部，以保證能將動模包緊力，在靜模的內部增加液壓退出機構，輔助節點部位的推出。對于局部熱節部位，為了防止因為熱量高度集中所導致的縮松，專門采用螺紋底孔抽芯的方法來解決缺陷，這種特殊處理方式雖然讓構造變得更加復雜，但是也能保證鑄件的品質。

（三）機加工工藝

在對前油封攻堅加工的時候，需要經過四道程序，包括：平面及油封加工、油封孔面加工、側立和螺紋加工、側長芯加工。針對油封孔的加工要分為兩步進行，首先對單邊余量為0.1 mm的進行加工;然后對鉸孔進行加工，控制好精度。加工過程中，機床的轉速控制為1000r/min，對進給量選取控制在250mm/min。對前油封工件的平面加工工作，使用金剛石銑刀，控制轉速為2500r/min，切削的進給量為1500mm/min。

加工的過程中，所使用的的夾具會有嚴重的形變，或者夾具表面會有生銹的現象，會嚴重影響加工的精度。所以在機械加工完成之后，就需要對夾具進行去應力處理。

（四）清洗和密封檢測

清洗工作的主要目的，是要去除零部件表面的雜質。清洗工作使用專門的清洗機和清洗液，由于工件的表面比較復雜，所以傾斜的時候要經過手動上件、噴洗、除屑、漂洗、除水、風干、手動下件等步驟。

密封檢測的時候，需要在0.05MPa下對汽車發動機前油封件允許泄漏量進行檢測，保證在60mL/min以下。工件的密封性能和檢測臺不僅需要對產品是否合格進行識別，同時也需要進行批量化的自動生產，所以需要控制檢測周期在45秒以內。如果發現了不合格的產品，通過指示燈和聲音進行警示，技術人員會根據提示判斷是否是廢品。對于檢測合格的產品，自動進行標識，在多家單位一同生產的時候，還需要對不同的所屬單位進行標識，以便能夠對追溯后續的質量問題。

四、 3D打印技術在汽車發動機零部件鑄造中的應用

3D打印技術和普通的零件鑄造有一定區別，在發動機零部件鑄造中有比較大的發展前景。

（一）熱熔堆積固化成型技術

熱熔堆積在固化成型技術中，主要采用加熱噴頭和計算機控制的方式，輸送熱塑性材料，然后將供絲的一些結構和熱熔噴頭相鏈接，在噴頭之中可以將材料進行加熱，然后再解壓出來。之后可以在工作臺上進行涂覆工作，完成涂覆之后，再通過快速冷卻形成冷卻薄膜輪廓，經過多次重復工作之后，就能鑄造出成型的產品部件，采用這種方式可以實現對一些復雜零部件的小批量生產。

（二）薄片分層對層技術

該技術會使用一些薄片材料，通過在薄片的表面涂一層熱熔膠，然后在對片層進行熱壓，讓薄片的不同層之間能緊密的結合。然后使用粉末材料選擇性機關燒結技術中的二氧化碳激光器，對攻堅的截面進行掃描，再對相應的攻堅輪廓進行切割。經過反復的熱壓和工件企業歌之后，就能夠獲得實體零件。

（三）粉末材料燒結

該技術是在設置好的粉末上進行刮平工作，對于已經完整成型的零件表面，就能使用這項工作。通過高強度的激光照射，能夠然材料粉末被輕易地燒結在一起，通過這個原理，就能掃描到完整的零件截面。目前，主要是陶瓷粉末和金屬等材料，而且燒結的材料還有一些薄膜的磨砂結構，都會起到巨大的作用。

（四）立體光固化成型

立體光固化成型技術是目前主要研究的3D打印技術，也是最成熟的3D打印技術，該技術在計算機控制下，通過激光對也太的光敏樹脂進行掃描，掃描之后的材料會凝固，然后在經過層層疊加之后，就能夠獲得3D效果。

五、 結語

發動機零部件的生產過程中，需要做好對工藝的控制，由于其處在特殊的工作環境當中，對所有的工序都要嚴加監控。同時，還可以引入全新的技術來對零部件加工，提升生產水平。

參考文獻：

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作者簡介：劉志東，大連創新零部件制造公司。