传统的铸造工艺方法生产铝铸件经常出现氧化夹杂、微裂纹和缩孔、缩松等铸造缺陷, 严重影响其机械性能、疲劳强度及寿命, 是高质量铝铸件报废的主要原因之一。采用电磁泵充型的低压铸造新工艺技术, 可大大降低由压缩空气不纯所带来的吸气, 实现了铝液的平稳输送和充型;在充型过程中金属流动平稳, 可防止由于紊流造成的二次污染;另外电磁泵系统完全采用计算机数字控制, 工艺执行非常准确、重复性好, 使铝铸件在成品率、机械性能、表面质量和金属利用率等方面都取得了优良的效果。
电磁泵技术已在国外铸造厂中广泛使用。如美国福特汽车公司某铸造厂全部采用电磁泵低压铸造系统, 并实行自动化控制, 年产300 多万件缸盖, 成品率稳定在90 % 以上。国内已开发了适用于大型发动机缸体、缸盖等铸件的大流量电磁泵低压铸造设备。
铸铝件在铸造形成过程中,容易产生内部疏松、缩孔、气孔等缺陷,这些含有缺陷的铸件在经过机加工后,表面致密层部件被去掉而使内部的组织缺陷暴露出来。对有密封要求的汽车铝铸件,如气缸体、气缸盖、进气歧管、制动阀体等,在进行耐压密封试验时,缺陷微孔的存在将导致密封介质的渗漏造成大量废品,且这些缺陷往往机加工后经试压才能发现,从而造成工时、原材料和能源的严重浪费。为了解决汽车铝铸件废品率高的问题,挽救因上述缺陷可能报废的铸件,生产中要采取一定的处理措施,目前使用最普遍的技术是浸渗处理,即堵漏。
所谓“浸渗”,就是在一定条件下把浸渗剂渗透到铝铸件的微孔隙中,经过固化后使渗入孔隙中的填料与铸件孔隙内壁连成一体,堵住微孔,使零件能满足加压、防渗及防漏等条件的工艺技术。
浸渗方法及适用范围浸渗处理方法是根据铸件缺陷性质、分布状况、铸件工作条件、结构尺寸及浸渗剂的类型等具体情况决定的。浸渗处理方法分为局部浸渗和整体浸渗两大类。
局部浸渗方法有刷涂法、注射法、浸涂法及局部加压浸渗法,泊头铝铸件适用于已知泄漏部位的铸件。此法工艺简单、操作方便、浸渗剂消耗少,多用于大型铸件或单件生产的铸件。整体浸渗方法有常压浸渗、加压浸渗、真空浸渗及真空加压浸渗,多用于大批量生产的中小铸件。
铝铸件中的铸造缺陷,可能呈贯通式,或表面缺陷或隐蔽缺陷影响铸件强度,只能通过无损检测方法发现,尚无法修复,浸渗处理仅对前两类缺陷有效。
目前国外铸铝件浸渗技术应用不断扩大,先进工业国家都主张对承压铸件进行全浸渗处理,浸渗技术已被汽车制造业和其年来,浸渗处理设备和材料的发展,使浸渗处理技术成为挽救汽车铝铸件渗漏缺陷令人满意的工艺方法。
人们对它的认识,不再仅仅作为一种废品再生的方法,而是把它看作铸件后续处理过程中公认的生产工艺。
水玻璃是最初应用的一种浸渗剂,它在20世纪四五十年代得到广泛应用。作为一种无机浸渗剂,它有许多致命的弊端,脱水后体积收缩率高;生产效率低;难清洗;干燥后材料脆,易脱落;渗漏率高等。除一些高温场合外,在大多数场合已被淘汰。20世纪50年代后期,合成树脂浸渗剂逐渐占领一定市场。有机热固化树脂浸渗剂和厌氧树脂自固型浸渗剂在20世纪50年代逐渐成为欧美市场主导产品并从20世纪50年代起在全球范围内得到普遍应用。目前,用树脂作浸渗处理填充剂的浸渗处理技术比较成熟,在生产要求无渗漏的汽车铝铸件中获得了广泛的应用。美国就开始生产和销售树脂浸渗材料和设备,汽车工业发达国家在20世纪50年代末推广应用01#2树脂浸渗剂,这种浸渗剂填充微细孔隙效果较好,可在热水中固化处理,浸渗处理铝铸件时间通常为-#345,因此特别适合于大批量汽车铝铸件自动化生产。该公司还研制了一种多用途的自动浸渗处理设备,铝铸件浸渗处理过程可全部自动化,且浸渗剂的消耗量少,生产效率高。美国研制的厌氧自固型浸渗剂,具有独特的自固化能力,它与空气接触不固化,一旦与空气中的氧隔绝,便起聚合反应,室温下也会固化。其特点是密封成功率极高、低能耗、无毒、可生物降解、工艺过程快速、无溢出、优异的耐溶剂及耐热性能。用于批量大、要求高的铸件,浸渗合格率可达。热水固化型浸渗剂,20世纪50年代研制的产品。它在的热水(空气)中通过聚合反应来实现固化,最终在微孔内形成一种热固性塑料。其特点是低粘度、高渗透性、低收缩率、耐化学介质及耐温性能优良,密封合格率。目前,国内许多厂家都在使用这种产品。
与国外工业发达国家相比,国内用于铝铸件的浸渗处理工艺历史较短。20世纪50年代开始从国外引进浸渗处理技术,首先用于汽车发动机生产中铸件密封。发动机铝铸件生产厂家在国内最早应用了浸渗处理技术。至20世纪50年代以后,人们对于浸渗处理技术明显的经济效益才予以关注,发动机铝合金压铸件及其他生产厂家相继将浸渗处理技术推广应用于大量生产中,挽救废品率达。
近20年来,泊头铝铸件浸渗技术在我国发展很快,研制出了多种性能好及效益高的新型浸渗剂,取得了良好的经济效果ACB。我国研制的浸渗设备,如6DE系统真空压力浸渗设备,在总体设计和自动化程度上,都已接近世界产品的水平。