高精密压铸铝合金铸件的浸渗工艺研究

高精密压铸铝合金铸件的浸渗工艺研究

摘要：高精密压铸铝合金铸件在压铸成型时，当它们由液体向固体变化过程中不可避免存在气缩孔等内部组织疏松铸造缺陷，从而造成铸件的气密性合格率比较低。浸渗技术的出现解决了压铸过程中铸件内微孔等缺陷，从而提高了高精密压铸铝合金铸件的气密合格率，保证了铸件质量，降低了生产成本。

关键词：压铸铝合金铸件；浸渗剂；浸渗方式；浸渗工艺流程

随着汽车行业快速的发展，所需求离合器壳体、阀体、缸体等高精密压铸铝合金铸件需求量越来越大，所要求的质量也越来越高。然而气孔广泛存在于铝合金压铸成型过程中，并且其分布在不同的断面上，根据其分布特点来分，可以分为点状气孔、网状气孔及综合性气孔。特别是一些小气孔难以为肉眼所见，如果它们被气体或液体渗透，将会导致严重的产品质量问题，使其丧失应有的功能。

浸渗作为一种处理气孔的方法而被广泛应用，其不仅能用于毛坯铸件上，而且可以用于机加工铸件上。浸渗就是将浸渗剂填充至铸件疏松、气孔等缺陷内部，并通过固化加热处理，达到填充、密封、承压等效果的一种工艺方法。

本文结合了我司高精密压铸铝合金铸件的实际生产情况，研究出一条适合我司高精密压铸铝合金铸件的浸渗工艺路线，在其浸渗过程中对浸渗剂选择、浸渗方式选择、浸渗工艺流程进行了深入的研究。

1浸渗剂的选择

浸渗剂是由无机物或者有机物按照一定比例混合配制而成的物质，用于密封有疏松、气孔等缺陷的铸件。浸渗剂主要有两大类：无机浸渗剂和有机浸渗剂。

1.1 无机浸渗剂

无机浸渗剂属于第一代浸渗剂，主要有碱金属硅酸盐、碱金属铝酸盐、硫酸盐及氯化物等，其中以硅酸钠（俗称水玻璃）为典型。水玻璃浸渗剂主要用于上个世纪30年代，其优点不仅具有无毒、耐油特性，而且可以承受500℃以上高温；其缺点为浸渗后铸件不容易清洗、所需浸渗时间长、固化速度慢、且浸渗后渗漏比例仍旧比较高等。显然相对于水玻璃浸渗剂优点，其缺点更为突出。由于无机浸渗剂可靠性比较差，已在国内外压铸铝合金铸件应用上被淘汰。

1.2 有机浸渗剂

有机浸渗剂主要可以分为第二代聚酯类浸渗剂和第三代丙烯酸酯类浸渗剂。第二代聚酯类浸渗剂主要用于20世纪40年代，其优点：可以承受高温达204℃，且具有耐化学腐蚀性，且密封效果良好；其缺点：固化速度慢，浸渗后铸件表面不容易清洗，更为突出缺点是此浸渗剂含有毒性，对操作人员健康以及浸渗区域周围环境均不利。因此第二代聚酯类浸渗剂也未得到广泛的应用。

第三代丙烯酸酯类浸渗剂相对比第一代浸渗剂、第二代聚酯类浸渗剂更为环保，且浸渗合格率更高。本公司高精密压铸铝合金铸件浸渗时所采用浸渗剂为第三代丙烯酸酯类浸渗剂，此浸渗剂优点：一是低收缩性，固化后能够达到较好的密封效果；二是粘度低，渗透性强，清洗效果好；三是柔韧性好，浸渗液固化后能承受化学材料、震动等因素带来的影响；四是可循环回收再利用，能够实现浸渗液和水分离。

2浸渗方式的选择

浸渗方式由所需浸渗铸件缺陷、浸渗剂性能以及浸渗后铸件所需达到的质量要求进行分类。浸渗方法分为两大类，一是整体浸渗，二是局部浸渗。如铸件缺陷部位未知或者已知缺陷分布在铸件各个区域，此情况下采用整体浸渗方式；如铸件缺陷部位已明确且分布区域集中，此情况下采用局部浸渗方式。然而整体浸渗又分为常压浸渗、加压浸渗、真空浸渗、真空加压浸渗。局部浸渗分为注射浸渗、浸涂浸渗、局部加压浸渗。

本公司高精密压铸铝合金铸件由于其漏点较为分散,因此采用整体浸渗方式。再结合四种整体浸渗方式浸渗后合格率经验数据来看，常压浸渗合格率＜加压浸渗合格率＜真空浸渗合格率＜真空加压浸渗合格率。因此本公司结合我司高精密压铸铝合金铸件所要达到气密性的要求，再考虑浸渗经济性，最终选择浸渗方式为真空浸渗。

3浸渗工艺流程的确定

本公司高精密压铸铝合金铸件采用浸渗剂为丙烯酸酯类浸渗剂，采用的浸渗方式为真空浸渗方式，且采用机加工后铸件浸渗，然而最终浸渗的效果取决于浸渗工艺方案。浸渗工艺流程一般分为：浸渗前处理、浸渗、浸渗后处理、固化处理。

浸渗前处理指为了达到最佳的浸渗效果，对铸件浸渗前进行清洗和干燥处理。清洗目的是为了去除铸件表面切削液、油污、残留物等杂质，防止这些杂质带入浸渗缸中影响浸渗效果。干燥目的是为了去除水份，防止水份带入浸渗缸中影响浸渗效果。

浸渗是浸渗工艺中最为关键步骤。浸渗是指将已经进行浸渗前处理好的铸件先悬挂在浸渗液上方进行真空干燥，以排除浸渗缸和铸件孔隙中的空气；当浸渗缸内真空度达到要

求时，铸件下降至浸渗液中，使得浸渗液完全覆盖铸件；当浸渗缸中压力回至大气压力时，浸渗液便能填充铸件中的孔隙。

浸渗后处理是指去除铸件上残余浸渗液，以保证铸件的清洁度。一般先离心甩干铸件表面、孔内、腔体内等残余浸渗液，再进行冷水洗，使得铸件上残余浸渗液清洗干净，以防止残余浸渗液进入固化缸影响固化效果。

固化处理是指对已经进入铸件孔隙中的浸渗液进行90-95℃高温加热处理，使孔隙内浸渗液固化，从而使得铸件中的孔隙被密封。

通过对浸渗工艺前处理、浸渗、后处理、固化四个阶段进行分析，本公司高精密压铸铝合金铸件确定如下浸渗工艺流程：

图1 浸渗工艺流程图

采用此浸渗工艺流程保证了浸渗效果、缩短了浸渗周期、提高了生产率，同时也实现了浸渗液循环再用。

4 总结

近年来，产业界的生产技术和产品性能要求越来越高，使用条件也越来越苛刻，因此浸渗技术得到广泛的推广和应用，浸渗优点也日益显现。本文总结如下：

1.通过对不同浸渗剂类型、浸渗方式、浸渗工艺进行分析，以寻求最适合我司高精密压铸铝合金铸件的浸渗工艺。

2.我司高精密压铸铝合金铸件浸渗工艺中浸渗剂采用丙烯酸酯类浸渗剂，浸渗方式采用真空浸渗，浸渗工艺流程：预清洗→真空干燥→真空浸渗→旋转沥干回收→冷水洗→热固化。

参考文献：

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