預熱對管路與鑄件本體泄漏的影響

宋巖峰，馬萌亮

（精誠工科汽車系統有限公司順平精工壓鑄分公司，河北保定 071000）

1 引言

管路預埋技術是指壓鑄生產前事先使用其它材質如銅、鋼、鋁等依據圖紙油路走向制造成特定形狀的管路，再通過將管路固定在壓鑄模中并最終與鑄造合金結合成統一的技術，該技術不但能夠有效解決鑄件復雜油路的工藝實現問題，同時由于管路為預制，避免了壓鑄缺陷帶來的泄漏風險。本項目以鋁合金油底殼為載體進行設計驗證，鑄件結構如圖1所示。

圖1 鑄件結構

2 設計過程

本套油底殼長寬高尺寸為410×320×156mm，鑄造壓力選用75MPa，使用力勁1,600t壓鑄機進行模具設計。

（1）管路材料。現使用20碳鋼試制，壁厚2mm，要求外觀無毛刺，無油漬，無銹跡。

（2）試制條件。管材數量40套，分成2組進行驗證，管材分為預熱與不預熱，鋁液溫度為650℃。

a.條件1：管材不預熱，鋁液溫度650℃，生產20套。編號1～20。

b.條件2：管材預熱，鋁液溫度650℃，生產20套。編號21～40。

（3）試制結果。

共計生產40件管路預埋油底殼，結果如圖2所示。

圖2 試制鑄件

（4）驗證過程。

選取管路預熱至110℃與不預熱生產的鑄件，使用線切割機沿管路中心線位置切開，使用金相預磨機打磨剖切截面，然后使用金相顯微鏡在200倍鏡下觀察并測量管材與基體的間隙，檢測過程如圖3所示。

圖3 檢測過程

3 間隙分析結果

（1）微觀間隙分析。

剖切管路預熱生產條件下的管材并打磨截面，使用金相顯微鏡測量間隙。剖切位置如圖4所示，間隙狀態如圖5所示。

圖4 管路剖切位置示意

圖5 間隙測量

（2）數據分析。

數據分析如表1所示。剖切管路未預熱生產條件下的管路并打磨截面，使用金相顯微鏡測量間隙。剖切位置如圖6所示，間隙狀態如圖7所示。

表1 預熱管路與鑄件本體結合間隙統計表

圖6 未預熱管材剖切位置示意

圖7 未預熱管材間隙測量

未預熱管路與鑄件本體結合間隙如表2所示。對未預熱管路剖切后，管路部分區域從鑄件基體上直接脫離，經觀察基體內部光滑且管路與鑄件本體無任何粘合痕跡；對未脫落區域樣塊截面打磨并測量間隙，其中A位置平均間隙6.028μm，B位置平均間隙7.208μm。

表2 未預熱管路與鑄件本體結合間隙統計表

通過實際測量發現預熱管材平均間隙為4.39～5.4μm，未預熱管材平均間隙為6.028～7.208μm，管路預熱條件下獲得的間隙普遍小于非預熱條件。由此得出預熱可起到減緩管路對鋁液的激冷，從而減小管路與基體的結合間隙的效果。

4 泄漏測試過程

每組生產參數選取5件鑄件，剖切取出管材樣塊，使用線切割去除管材定位部分，手動攻牙3/8PT螺牙，連接氣管通入0.6MPa氣體，保壓60s。管材試漏如圖8、圖9所示。

圖8 預熱管材試漏結果

圖9 非預熱管材試漏結果

通過對預熱管材與非預熱管材試漏結果10件對比發現，預熱管材5件不存在泄漏，非預熱管材有3件發生泄漏，不良率達60%。

5 結束語

管路投入生產前，通過對管路進行加熱至110°左右，可以有效減小管路與鋁合金鑄件本體的結合間隙，降低殼體泄漏。為汽車行業離殼、變殼、缸體等復雜鑄件油道設計提供了新的思路。