法蘭盤壓鑄件缺陷分析及解決
汽車發動機前油封壓鑄件一年批量12萬余件,該零件中間孔直徑40 mm,加工后氣孔小于0.5 mm,用于安裝油封,為曲軸油封孔。下平面是平面度為0.1的加工面,稱為圓柱結合面。加工垂直于缸體結合面的一側后,表面不得有大于1 mm的氣孔,與發動機油底殼相連,稱為油底殼結合面。曲軸油封孔、缸體結合面、油底殼結合面氣孔缺陷是控制點。根據要求,鑄件的整體氣孔率應符合VW500 97-D5/1標準,即鑄件內部任意截面的氣孔率應小于5%,不得有大于1 mm的氣孔。加工后的成品需要100%氣密檢驗,檢驗條件是在0.05 MPa壓力下泄漏小于5 cm3/min。
該系統是由一個模具與兩個零件而組成,總澆注質量為3.3千克,總投影面積為770平方厘米。采用ZDC900壓鑄機來加工壓鑄件,夾緊力9 000 kN,采用Sjakesi真空保溫爐將熔融鋁通過溜槽定量輸送到壓鑄模料筒。該鑄件使用的合金符合DIN EN AC1706-AlSi9Cu3(Fe),具有良好的機械性能、耐腐蝕性和可加工性,流動性好,熱裂傾向小,收縮率小,熔點低。在壓鑄生產過程中,鑄件中產生的孔洞通常稱為氣孔、縮孔和氣孔,氣孔被定義為內表面近似球形、內壁光滑的孔。縮孔定義為內壁粗糙的孔;收縮被定義為由大量微小孔洞組成的疏松組織。
加工出來的產品可能會出現大小不同位置不一的氣孔現象,會在整個部件中分散,收縮通常發生在壓鑄件壁厚變化較快的熱點處,孔內壁呈現樹枝狀的鑄造鼓包,而縮孔呈現海綿狀結構。在批量生產過程中,該產品曲軸油封孔內表面出現大量大于1 mm的孔,同時由于氣孔直徑大于1毫米,油底殼結合面需要解決。整改前這兩個崗位造成的缺陷占總缺陷的80%以上,導致該產品總合格率不到90%。