（1）生产条件
1）生产性质：大批量生产（某汽车厂）。
2）材质：牌号为ZL104的铝合金。
3）零件结构及使用条件：零件为492Q汽油发动机缸体，如图8-5所示。毛坯轮廓尺寸为518mm×292mm×78mm，结构复杂，壁厚不均。铸件重量为（24.4±0.2）kg。
图8-5 492Q气缸体毛坯图
（2）主要技术要求
1）化学成分要求：w（Si）为8％～10.5％，w（Mg）为0.17％～0.3％，w（Mn）为0.2％～0.5％，余为Al。
2）ZL104铸件（T6——固溶处理＋完全人工时效）的力学性能：抗拉强度Rm≥232MPa，断后伸长率A≤2％，硬度≤75HBW。
3）缺陷要求：油道、水道在0.5MPa的压力下不得渗漏。表面粗糙度Ra为6.3μm。
4）凝固顺序的选择：采用顺序凝固的工艺，保证铸件致密度。
（3）铸型 采用低压铸造法生产，金属型结构为：垂直分型、三开型金属型，下部为组芯底板，在组芯底板上放置浇道芯、过滤网、缸筒芯；左右及侧面为金属型板，右侧金属型板与组芯底板间、左右型板间圆柱销定位，左右型板与侧型板间止口定位；上部用金属盖板固定缸筒芯并具有上盖作用，与左右型板间止口定位。
铸型壁厚为25～30mm，背面以肋加固，金属型材料为QT600-2球墨铸铁易损部位镶嵌钢块，型腔表面粗糙度Ra为1.25～2.5μm。
（4）砂芯 气缸体由4类砂芯组合。4个缸筒芯为酚醛树脂壳芯；挺杆室侧芯、浇道芯、油孔的小勾芯为油砂芯。
（5）浇注系统
1）内浇道位置的确定。低压铸造浇道兼有浇注和补缩的双重作用。气缸体位置的最下部曲轴瓦座处厚大且有热节，其上部即为油道孔，不允许渗漏，内浇道设置在该处有利于铸件顺序凝固及对曲轴瓦座的补缩。气缸体的浇注方案及浇注系统如图8-6、图8-7所示。气缸体共有5个曲轴瓦座，中间瓦座位于直浇道上方，不设浇道，两端不设小内浇道。
图8-6 气缸体浇注方案示意图
1—横浇道 2—内浇道 3—升液管
图8-7 气缸体浇注系统示意图
1—过滤网 2—直浇道 3—横浇道4—大浇道 5—小内浇道
2）浇注系统各部分界面面积。升液管直径为φ100mm，浇道芯内径为φ70mm，直浇道直径为φ60mm，横浇道直径为φ50mm，大内浇道为30mm×20mm，小内浇道为20mm×20mm。直、横、内浇道由缸筒砂芯组合而成。主要砂芯及冷铁如图8-8所示。
3）浇注系统中各面积的比例为：A直∶A横∶A大内＝1∶0.7∶0.2。
能够满足浇注系统的凝固顺序为内浇道→横浇道→直浇道。整个浇注系统为开放式，其浇道截面面积比为 
。
图8-8 主要砂芯及冷铁
1—螺栓孔冷铁 2—下缸口冷铁 3—挺杆孔内冷铁
4）除渣滤网：在直浇道中（浇道芯与缸筒芯之间）放置100mm×100mm的铁丝网（或纤维网），网孔为3mm×3mm，在升液时除渣，每件使用一片。
浇道重量为（5.26±0.2）kg。
（6）浇注
1）浇注前准备。用喷砂法清除金属型内腔涂料，使内腔表面均见金属色加热铸型至250～300℃，向金属型内腔喷氧化锌涂料，干厚度为0.1～0.2mm涂料配比（质量分数）：氧化锌5％，水玻璃1.2％，其余为水。
坩埚及升液管刷ZGT-1涂料，厚度为0.2～0.3mm。
铝合金ZL104熔炼温度为670～690℃，在熔炼炉内用Ar除气15～20min后，加入质量分数为0.2％～0.4％的铝－锶［w（Sr）为9％～11％］变质；再加入到浇注机坩埚内待用，2h内用完。(www.xing528.com)
压缩空气需干燥，常压露点不大于－20℃。
2）浇注。金属型温度控制在250～300℃，浇注机坩埚内铝液温度控制在690～710℃。浇注参数见表8-6。
表8-6 浇注参数
（7）铸件质量控制 低压铸造的气缸体主要缺陷有缩松、气孔、砂眼、夹杂、冷隔、漏浇道等。
1）缩松。气缸体结构性差，上、中、下有热节30余处，它们之间有薄壁相隔，热节处容易出现缩松，引起渗漏，主要是10个螺栓孔、瓦座上方油道孔及25mm挺杆孔部位。油道孔距浇道近，多通过增加结晶压力得到解决；10个螺栓孔和挺杆孔处用加冷铁或涂刷激冷涂料的方法加以解决。如图8-8所示，挺杆孔处放置同牌号的铝棒作为内冷铁。
2）气孔。气孔产生的原因有：砂芯未烘干，冷铁表面涂料不良，砂芯排气能力低，浇注速度快造成紊流卷进气体，合金含气多，升液管漏气等。应针对具体原因采取相应的措施。
3）砂眼。主要原因是砂芯表面及浇道中有浮砂、毛刺、涂料块，掉进升液管中的砂子未捞净及合型时撞击砂芯掉砂等。注意操作、认真检查即可避免砂眼缺陷。
4）夹杂。产生夹杂的主要原因有：金属炉料表面清理不干净，铝液精炼不良，升液管涂料脱落，浇注时铝液有飞溅，浇注系统挡渣能力不强等。该缺陷防止方法有：加强炉料管理及铝液精炼处理；在浇注系统中加集渣槽，放过滤网，控制浇注速度，使合金液平稳进入型腔。注意升液管口距坩埚底100mm以上，以防止坩锅底部合金液中杂质进入铸型。
5）冷隔。原因是金属型温度低，涂料薄，浇注温度低，浇注速度慢，二次充型等。
6）漏浇道。这是低压铸造特有的缺陷，主要是浇注温度过高、保压时间短等原因造成的。
采用低压铸造汽车发动机缸体是一个非常好的方法，随着CAD／CAM／CAE的飞速发展，自动化的缸体低压铸造得到了很好的开发和应用。
2.金属型低压铸造铝青铜轴瓦
采用重力浇注的铝青铜（ZQAl9-4）轴瓦易产生氧化夹渣等缺陷，废品率高。改用金属型低压铸造铝青铜轴瓦后，铸出的毛坯表面光洁，尺寸准确，加工余量小，组织致密，有效地防止了重力浇注所产生的缺陷，大大地提高了铝青铜轴瓦的质量。采用金属型低压铸造铝青铜轴瓦时，应注意以下事项：
（1）在铸造工艺设计方面
1）根据铝青铜的铸造性能和轴瓦的形状，应采用竖浇（见图8-9），将内浇道开在铸件最低最厚处，有利于铸件形成自上而下的顺序凝固，也有利于轴瓦金属型的设计与制造。
图8-9 轴瓦金属型低压铸造示意图
2）铸造双法兰轴瓦时，铸件的凝固与收缩会受到阻碍，并因热应力的作用而产生裂纹，不利于脱型。为解决这一问题常在法兰边缘处加放工艺补贴（见图8-10），从而达到自上而下的顺序凝固和自下而上的充分补缩，从而获得优质的铸件
3）设计轴瓦铸件的冒口，要视法兰厚度与轴瓦壁厚而定。若法兰与轴瓦的壁厚相等，上部法兰可以不放冒口，但需要增加其加工余量，一般可增至原加工量的2 ～3倍；若法兰厚度超过轴瓦壁厚的一倍时，上部法兰需加厚（其值为原厚度2倍），作为冒口补缩铸件，型腔内要敷设型砂层，以减缓冷却速度，提高补缩能力。
图8-10 轴瓦毛坯图
4）升液管的内径直接影响轴瓦铸件的质量。若内径大于内浇道处的轴瓦铸件的厚度，金属液将会冲击型壁而产生氧化夹渣；若内径过小，升液管内金属液过早凝固，对铸件不能很好地补缩。一般可按下面的经验公式求得升液管的内径：
d＝0.9δ式中，d为升液管内径（mm）；δ为内浇道处轴瓦铸件的最大厚度（mm）。
升液管的壁厚直接影响管内金属液的凝固速度。在没有保温措施的情况下升液管的壁厚一般为5～6mm。为便于卸下升液管，常将升液管上端制成内圆倒锥形。
（2）在低压铸造工艺参数选择方面 选择合适的低压铸造工艺参数是获得优质铸件的重要保证。铝青铜轴瓦金属型低压铸造工艺参数见表8-7，金属型型腔用涂料成分见表8-8。
表8-7 铝青铜轴瓦金属型低压铸造工艺参数
表8-8 金属型型腔用涂料成分
注：涂料的配置方法：先将质量分数为5％的水玻璃倒入不低于80℃的热水中，搅拌均匀，然后把筛过的石棉粉和氧化锌加入水玻璃溶液里，搅拌均匀储备使用。
（3）在铸件缺陷方面的防止措施 铝青铜轴瓦铸件缺陷的防止措施见表8-9。
表8-9 铝青铜轴瓦铸件缺陷的防止措施
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
