汽車動力系統(tǒng)鑄件的浸滲技術(shù)

1、汽車動力系統(tǒng)鑄件的浸滲技術(shù)作者：隋枚在汽車動力系統(tǒng)鑄件和粉末冶金件中，微孔的存在將導(dǎo)致滲漏，影響汽車的動力性能，本文介紹的浸滲技術(shù)對各類承壓鑄件可起到致密化和無滲漏的作用，對提高企業(yè)經(jīng)濟效益起著重要的作用。鑄件的微孔與浸滲微孔的產(chǎn)生和影響氣孔是出現(xiàn)在材料中的一種現(xiàn)象，特別是金屬零件在鑄造過程中常出現(xiàn)：由液態(tài)向固態(tài)變化過程中時體積變化而產(chǎn)生的收縮氣孔；不充分的壓力狀態(tài)導(dǎo)致表面或內(nèi)部產(chǎn)生的液流孔；由模具中出現(xiàn)的各種各樣氣體截留而造成的氣孔等。其中一些難以被肉眼發(fā)現(xiàn)的微細孔隙或缺陷若被氣體或者液體滲透，會造成鑄件壁滲漏或表面缺陷，使零件在使用過程中喪失應(yīng)有的功能，影響產(chǎn)品的性能；機加工時會產(chǎn)生噪音，

2、加速刀具的磨損；縮短鑄件使用壽命。另外，廢品率的提高又影響了成本節(jié)約。微孔現(xiàn)象也普遍存在于粉末冶金制造過程中。鑄件浸滲鑄件浸滲，就是將穩(wěn)定且柔韌的密封材料填充鑄件所有的微孔及互聯(lián)氣隙（浸滲可以覆蓋萬分之一mm至0.5mm大小的微孔），使被浸滲后的部分對熱、油、化學(xué)物品或其它外部影響（如振動）有抵抗力，獲得高質(zhì)量的表面處理。浸滲過程不會導(dǎo)致已經(jīng)過表面處理及其它加工工序部件的外形尺寸的改變，或?qū)ζ溆腥魏蔚奈廴?，并可縮短生產(chǎn)時間，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少浪費，是針對微孔的一種永久性解決且節(jié)約成本的最佳方案。目前，浸滲技術(shù)已被廣泛應(yīng)用，成為汽車零件鑄造過程中不可或缺的工藝流程。汽車動力系統(tǒng)的典型浸滲鑄件如發(fā)

3、動機缸體、缸蓋、曲軸箱、進氣歧管、油泵、油嘴、水泵、閥蓋、變速箱殼體、壓縮機等。浸滲處理能夠覆蓋直徑在萬分之一毫米至0.5毫米的范圍的微孔，處理后的鑄件承壓能力能夠達到鑄件的破裂強度。浸滲技術(shù)浸滲技術(shù)主要包括三大要素：密封劑、設(shè)備、工藝流程。密封劑浸滲密封劑的性能直接影響浸滲的效果。傳統(tǒng)的浸滲密封劑，如硅酸鈉（又稱水玻璃）價格便宜，但性能不好溫度變化時，容易脆裂，且因粘度高，附著在部件表面，浪費嚴重，另外，生產(chǎn)周期過長；聚酯，有較好的密封效果和良好的耐化學(xué)腐蝕性，但含有毒素及有害溶劑，不易生產(chǎn)。這兩種密封劑已逐漸被更有效、使用環(huán)境更友好的高質(zhì)量密封劑所取代。英國Ultraseal國際公司提供完

4、整的浸滲技術(shù)已經(jīng)有30多年的經(jīng)驗，包括高質(zhì)量的密封劑、現(xiàn)代化的浸滲設(shè)備以及獨特且專業(yè)的浸滲服務(wù)。其率先開發(fā)出商用甲基丙烯酸鹽密封劑，1970年又推出質(zhì)量更高的PC504/66密封劑，1987年開發(fā)出可再循環(huán)密封劑Ultraseal MX2。Ultraseal開發(fā)的Sinterseal 100特別適用于粉末冶金件。甲基丙烯酸鹽PC504/66密封劑在加熱條件下進行固化，在聚合時以其低收縮率提供突出的微孔填充能力，與此同時，其低粘度幫助密封劑快速而深入地滲透到微孔內(nèi)部。固化后的密封劑在-50至200的范圍內(nèi)都能正常發(fā)揮效能。經(jīng)過不斷改進，PC504/66密封劑已成為優(yōu)質(zhì)、高效、穩(wěn)定、環(huán)保的浸滲密封

5、劑，并通過美國軍事標準MIL-I-17563C級別1至3級認證，是航空航天、汽車發(fā)動機浸滲處理的首選密封劑。設(shè)備真空浸滲所需的基本設(shè)備主要有：真空浸滲缸、回收浸滲劑缸、冷水清洗缸、熱水固化缸等。真空浸滲工藝流程零件的浸滲方法有很多種，其中真空浸滲是汽車動力系統(tǒng)鑄件最常用的一種浸滲工藝方法，主要流程有：微孔預(yù)處理、注入密封劑、清除過剩密封劑、固化密封劑四個步驟（見圖2）。微孔預(yù)處理：清洗待浸滲工件，然后真空干燥；注入密封劑：在盛有預(yù)處理后工件的罐中注入密封劑，密封劑通過10Mbar真空滲入工件微孔；清除過剩密封劑：排空后用冷水清洗過剩的密封劑；固化密封劑：將工件浸入90至95的熱水中，10分鐘后

6、微孔中的密封劑固化。根據(jù)客戶的要求，浸滲可在鑄件機械加工之前或之后完成，粉末冶金件應(yīng)在燒結(jié)之后其他加工之前進行。對精度和氣密性要求較高的動力系鑄件，美國豐田、本田及韓國大宇等汽車制造廠商要求在機加工之前全都進行浸滲處理，這樣可以改善鑄件機械加工性能，延長刀具壽命，確保產(chǎn)品質(zhì)量。代化的浸滲處理工藝傳統(tǒng)浸滲處理的缺點是：工藝流程周期長，使生產(chǎn)延遲，并產(chǎn)生大量的在制品；使用大負荷的靜態(tài)容器，筐式包裝，勞動密集型，并污染零部件；會產(chǎn)生大量廢水，須安排在位置偏遠處進行?，F(xiàn)代化的浸滲處理工藝的設(shè)計焦點是：更快并一致性的生產(chǎn)周期；采用生產(chǎn)整合系統(tǒng)；改進零部件預(yù)處理工藝；不污染零部件；減少廢液；能識別生產(chǎn)率的提高。因此，目前的浸滲設(shè)備已經(jīng)采用自動化操作，包括整個浸滲過程也是自動化控制。Ultraseal公司采用旋轉(zhuǎn)預(yù)處理方式，其特點是：縮短周期（Ultraseal公司的真空浸滲系統(tǒng)每小時可完成3至5批零件的處理）、更有效的排水、采用過濾的解決方案、固化周期中傳熱效果更好，從而優(yōu)化了浸滲流程，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)精益生產(chǎn)（最少的在制品），零部件預(yù)處理良好，在工廠使用時無污染。浸滲成本分析對鑄造后的氣缸體毛坯件，最普遍的方法是：在機加工前進行風(fēng)化處理；風(fēng)化處理后的氣缸體必須進行質(zhì)量方面的滲漏檢驗；如有明顯滲漏，則氣缸報廢；如細微滲漏可以采用浸滲處理。每個氣缸的浸滲成