离合器壳体低压铸造工艺优化

 何元元  白智渊

 （陕西法士特汽车传动集团有限责任公司）

摘要分析了离合器壳体铸件的结构，研究了低压铸造离合器壳体铸件工艺的难点。通过增加保温冒口、调整涂层厚度、设置预铸孔、优化浇注系统、调整浇注参数等多种手段，解决了离合器壳体铸件厚大部位的铸造缺陷问题，生产出满足使用要求的合格铸件。

关键词  离合器壳体；铸造缺陷；浇注系统

中图分类号  TG249.2；TG146. 21  DOI：10. 15980/j．tzzz. 2016. 05. 012

 铝合金壳体铸件一般采用低压铸造工艺生产。其中变矩器壳体目前主要以进口为主，国外采用重力铸造工艺生产。笔者以变矩器壳体铸件为研究对象，分析了低压铸造工艺的难点，采用多层浇注工艺，并对其进行优化，旨在为该铸件的稳定生产提供参考。

1  铸件材料及技术要求

 变矩器壳体材质为Al-Si-Mg合金，其化学成分（质量分数）为：6.5%～7.5%的Si，0.25%～0.45%的Mg，0.08%～0. 02%的Ti，余量为Al。

 技术要求：符合GB/T 9438-2009标准；100%的X射线探伤检查、样件荧光探伤，要求铸件不得有气孔、裂纹、缩孔等缺陷；T6热处理后本体取样，抗拉强度≥275M Pa，屈服强度≥220 M Pa，伸长率≥3%。

 铸件外形尺寸为姐90 mm×360 mm，最小壁厚为6 mm，最大壁厚为50 mm，铸件质量为30 kg。对其尺寸精度、表面及内在品质要求较高。铸件结构复杂（多处热节），铸造难度较大。

2  铸造工艺分析与验证

2.1  铸造工艺分析

 铸件壁厚差异较大，热节分散，易出现缩孔。上下区域壁厚基本均匀，中间几处法兰凸台较多，形成较大热节，不利于通过下部对中部补缩。需通过在中间增加阶梯浇道补缩。由于目前只有低压浇注设备，只能采用低压铸造工艺进行该铸件的生产。

2.2浇注系统设置

 采用升液盆多浇口的浇注方式。为了保证中间两层的补缩，设置阶梯浇注系统；在中腔成形的砂芯上开设浇注系统对该部位的热节进行补缩。铸件浇口设置见图1，下口面有4个进料口、中心部位有两层浇口。

2.3模具结构

 根据铸件结构，将模具分型为上、下、前、后、左、右6个开模，浇口部位设计浇口套加保温层，上模考虑整体冷却，局部设置点冷或风冷。侧模所有搭子上尽量做出预铸孔，并考虑冷却。

2.4浇注参数

 由于浇注过程中金属液的流程较长，浇注过程降温多，为保证铸件成形，浇注温度、模具温度需适当提高，因此将浇注温度设为(720±10)℃。其他参数见表1。

2.5缺陷分析及措施制定

 通过外观检查，铸件上部法兰处有明显的缩陷（位置1处）及浇不足（位置2处），见图2。

 通过解剖检查，发现凸台（位置3、4、5处）内均存在缩孔，见图3。分析认为这些缺陷由该热节部位凝固过程中未得到有效补缩所致。为此，采取了如下措施：①位置1处的缺陷通过上模的冷却；②位置2处缺陷采用提高浇注温度的方法，将浇注温度由(720±10)℃提高到(725±10)℃；③位置3处缺陷通过增加两个排气塞的措施增加排气、改善冷却环境；④位置4、5两处通过调整模具涂层厚度，改善搭子处冷却添加，实现顺序凝固。⑤底部4个浇口不同步凝固，且底模抱紧力较大致铸件开模变形，最终确定去掉底部4个浇口。

2.6模具结构及工艺调整

 通过改进后再次浇注验证，位置2、4、5等3处缺陷得以解决，位置1、3两处缺陷仍然存在，底部变形问题得以改善，未见有新增缺陷。根据本期试制的情况，对模具结构及工艺做了如下调整：①法兰面增加6个冒口并对冒口做保温处理；②3号搭子处增加预铸孔；③浇注温度降至( 710±10)℃。浇注后经X射线探伤及解剖检验，铸件内部缺陷得到改善，可满足使用要求。

3  结  论

 在低压铸造中，通过增加保温冒口、调整涂层厚度、设置预铸孔、优化浇注系统、调整浇注参数等手段，能有效解决复杂铸件热节部位的铸造缺陷。制定低压铸造工艺时需综合评估铸件可能出现的缺陷及生产过程中可能出现的问题，在模具上预留后续整改的空间，为后续的整改优化提供方便。