提高AlSi9Cu3合金壓鑄件切削性能的研究.pdf

1、壓鑄作為一種先進(jìn)的制造技術(shù)在整個工業(yè)體系中發(fā)揮著巨大的作用，尤其是對汽車工業(yè)。隨著現(xiàn)代轎車向輕量化、小型化發(fā)展，鋁合金壓鑄件的應(yīng)用正日益增多，其內(nèi)在質(zhì)量也越來越受到廣泛重視。近年來，鋁合金壓鑄件產(chǎn)量逐年增加，如何生產(chǎn)高質(zhì)量的鋁合金壓鑄件已成為迫切需要解決的課題，其中最重要的是解決鋁合金壓鑄件在機(jī)加工中遇到硬質(zhì)點(diǎn)問題從而造成切削加工性能差的問題。 本文是以AlSi9Cu3合金生產(chǎn)的S-Car凸輪軸支架壓鑄件為典型零件進(jìn)行研究。該壓

2、鑄件在上海通用汽車公司加工時(shí)，發(fā)現(xiàn)加工面存在硬質(zhì)點(diǎn)，造成加工刀具的損壞，并最終導(dǎo)致加工線的全面停產(chǎn)，影響相當(dāng)惡劣。為解決該壓鑄件的質(zhì)量問題，使其切削加工性能滿足上海通用機(jī)加工線的要求，本文的研究工作著重從AlSi9Cu3合金熔煉工藝的角度分析了各類硬質(zhì)點(diǎn)的本質(zhì)、來源并提出預(yù)防措施。研究工作首先從壓鑄件本體取樣開始，對鑄件的硬質(zhì)點(diǎn)處及基體較硬區(qū)進(jìn)行了顯微組織分析、顯微硬度的測定及微區(qū)成分的分析，認(rèn)識了各類硬質(zhì)點(diǎn)的本質(zhì)；隨后通過對不同原材料

3、的取樣對比、合金熔化各階段的鋁液取樣及保溫爐內(nèi)各階段鋁液的取樣分析，確定了硬質(zhì)點(diǎn)的來源；最后通過一系列諸如吹氮精煉、過濾精煉、熔劑精煉等工藝試驗(yàn)，制定出消除及預(yù)防硬質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生的措施，并形成新工藝規(guī)程在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。 研究結(jié)果表明：硬質(zhì)點(diǎn)主要是由Al2O3化合物、硅酸鋁化合物（Al2O3·XSiO2）及MgO·Al2O3化合物等非金屬夾雜物和AlSiMnFe相、初晶硅相及富Ti化合物相等金屬雜質(zhì)相組成。硬質(zhì)點(diǎn)的形成既與鋁合金的熔化

4、、精煉工藝和保溫過程有關(guān)，又受原材料的制備工藝制約，因此，要徹底消除并預(yù)防硬質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生，不僅要嚴(yán)格控制熔化、精煉和保溫工藝，慎重選擇輔助材料，還要對原材料制定相應(yīng)的驗(yàn)收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)研究成果，最終提出了采用旋轉(zhuǎn)吹氮精煉的工藝進(jìn)行鋁液的精煉、選擇高氧化鋁含量的爐襯材料、降低鋁液的放置時(shí)間、減少鋁液周轉(zhuǎn)次數(shù)、修改調(diào)整鋁合金錠中硅、鐵等的化學(xué)成分、定期清理保溫爐爐壁及保持爐臺、中轉(zhuǎn)包的清潔等多項(xiàng)工藝措施。這些工藝措施經(jīng)生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際試驗(yàn)和篩選

5、，已落實(shí)于相關(guān)工藝文件，通過實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用，證明它們是有效且可行的。 對在生產(chǎn)中如何預(yù)防并消除硬質(zhì)點(diǎn)問題的研究，不僅只針對AlSiCu3一種合金和S—Car凸輪軸支架一種壓鑄件，對其它壓鑄鋁合金和其它壓鑄件都有參考價(jià)值。另一方面，研究結(jié)果對老產(chǎn)品的質(zhì)量提高、降低生產(chǎn)成本有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，對于SGM其它新產(chǎn)品的試制和質(zhì)量保證也有很大的參考意義。因此從這個意義上來說，本文的研究工作對汽車工業(yè)國產(chǎn)化的進(jìn)程有著重大的意義和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值