1.1 鋁合金熔化設備及工藝

熔化采用LPG燃氣爐，其具備上料、熔化及保溫功 能，熔化率為3.5T/H，保溫爐容量為10t。

為節省能源，目前多采用鋁合金液直送工藝，即由 鋁合金供應商在廠內進行鋁合金液的熔化，將合金液直 接送至壓鑄車間保溫爐內。合金牌號為Al-9Si-3Cu，鋁 合金錠與回爐料配比為4:6；采用直讀光譜儀檢測出 爐前合金液成分；合金液在熔化爐保溫室內進行720℃ 保溫，在進行爐內精煉除渣之后，出爐到轉運澆包內；在 轉運澆包內采用氮氣（99.99%） ＋旋轉除氣裝置進行除氣處理，可凈化合金液內部殘存氣體及殘渣；通過含氣 量檢測裝置進行除氣效果評價，密度指數＝(1-ρ真空/ρ常壓)*100，控制標準為≤1。

1.2 壓鑄模及澆注系統設計

模具采用六面抽芯結構，主要由定模部分、動模部 分、成形部分、澆注系統、抽芯機構、頂出機構、排氣系 統、加熱保溫裝置、定位導向系統等組成。壓鑄模材質 為3Cr2W8V和H13鋼，抽芯棒可采用鈦合金或高溫 合金，熱處理后其硬度(HRC)達到45以上，通過表面 氮化處理后，壓鑄模具的壽命可達10萬次以上。

通常缸體壓鑄件的澆注系統有兩種形式：單側澆注 系統和雙側澆注系統。單側澆注系統一般用于小型缸 體，雙側澆注系統一般用于大型缸體。通過充填和凝固 模擬的模流分析軟件，可使澆注工藝布置得到優化。圖 2為單側澆注工藝，圖3為雙側澆注工藝。

2.3 壓鑄機及壓鑄工藝

為獲得高品質壓鑄件，溫度、速度、壓力、時間等關 鍵工藝參數必須滿足壓鑄生產的需要。

1.3.1　溫度控制

澆注溫度控制在640～680℃。澆注溫度過高，則 收縮大，鑄件容易產生裂紋、晶粒粗大、粘模；澆注溫度 過低，易產生冷隔、表面花紋和澆不足等缺陷。澆注期 間，應確保保溫爐內的鋁合金液表面氧化層的及時清 理，否則將可能導致氧化夾雜缺陷。

壓鑄模在使用前要預熱到一定溫度。在連續生產 中，壓鑄模溫度往往升高，溫度過高除使液態金屬產生 粘模外，也導致鑄件冷卻緩慢，使晶粒粗大、頂出變形 等。

鋁合金缸體模具加熱使用6臺模溫加熱器，所有的 型芯、鑲塊等均采用冷卻水，使模具工作溫度控制在180～200℃范圍內。

1.3.2　 速度和壓力控制

缸體壓鑄件品質對壓射工藝參數的變化非常敏感。 速度過高容易造成鑄件中的氣體增加；過低則容易造成 充填不良。壓射壓力過低，鑄件中氣孔、縮孔等缺陷增 加；壓力過高，飛邊及毛刺等缺陷增加，對模具損害也 大。采取合適的壓射速度（壓射比壓），確定合理的速度轉換位置，在凝固之前對鑄件實現快速增壓（增壓比 壓）。

因缸體尺寸大、結構復雜、壁厚差異大，采用28 000kN壓鑄機，設置慢壓射速度為0.2m/s左右，慢壓射 行程為400mm，快壓射速度為5.5m/s左右，最終壓 力保持在45MPa左右。圖4為位移、壓力和速度與時 間的關系曲線。

1.3.3　 時間控制

充填時間長短取決于鑄件體積的大小和復雜程度， 充填時間與內澆口的截面積有密切關系，并與沖頭壓射 速度直接關聯。充填時間最終體現為2級壓射速度，即 快壓射速度控制在4~5m/s。

合金液充填型腔完畢，將進入凝固成形階段，此時 應立即進行增壓，使合金液在高壓下凝固結晶，大噸位 壓鑄機建壓時間控制在30ms以內，小型壓鑄機可達到10ms。

持壓時間的長短取決于鑄件的材質和壁厚。持壓 時間過短容易產生氣孔、縮松；持壓時間過長則鑄件溫 度低，收縮大，抽芯和頂出鑄件時的阻力大，不僅出模困 難，同時容易引起鑄件開裂，一般取30s。