薄壁復雜結構鋁鑄件的生產技術與檢測方法

 (一)、薄壁復雜結構鑄鋁件的生產技術
隨著汽車工業的發展和節能減排的需求，汽車零件日趨輕量化，通過薄壁化設計，實現輕量化是發動機缸體的重要發展方向。早期生產的06A缸體壁厚4.5mm±1.5mm，EAlll缸體壁厚4mm±1mm，目前批量生產的EA888Evo2缸體壁厚3.5mm±10.8mm，下一代EA888Gen.3缸體產品結構則為復雜，其壁厚僅為3mm±0.5mm，鑄鋁件是目前較薄的灰口鑄鐵缸體。盡管批量生產中存在著斷芯、漂芯以及壁厚尺寸波動較大的問題，但是通過控制砂芯和型砂的質量，采用目前廣泛使用的水平臥澆工藝還是能夠滿足EA888Evo2缸體的生產要求，但無法滿足EA888Gen.3缸體的生產要求，采用整體組芯立澆工藝。
針對缸體3mm薄壁特點，鋁鑄件組芯立澆工藝對制芯和組芯都提出了苛刻的要求。制芯中心可實現制芯生產的高度智能化、自動化。從原砂、樹脂的加入，混砂、制芯、修芯、組裝、涂料和烘干到造型以及組下芯全過程均可以實現高度自動化，使砂芯制芯質量、組裝質量即尺寸精度和涂料烘干質量等得到了穩定的保證，從而避免了因人為因素而造成的質量和尺寸風險，適應大批量汽缸體制芯生產的需要。能夠解決大批量生產時，廢品率不穩定和居高不下的問題，同時由于砂芯尺寸精度的提高，也極大地降低了清理工作量和成本，并且完全能夠保證3mm壁厚尺寸要求。鑄鋁件設計的壁厚要求:
鋁鑄件壁厚度(通常稱壁厚)是壓鑄模具工藝中一個具有特殊意義的因素，壁厚與整個工藝規范有著密切關系，如填充時間的計算、內澆口速度的選擇、凝固時間的計算、模具溫度梯度的分析、壓力(終比壓)的作用、留模時間的長短、鑄鋁件頂出溫度的高低及操作效率；
a、零件壁厚偏厚會使鑄鋁件的力學性能明顯下降，薄壁鑄鋁件致密性好，相對提高了鑄鋁件強度及耐壓性；
b、鑄鋁件壁厚不能太薄，太薄會造成鋁液填充不良，成型困難，使鋁合金熔接不好，鑄鋁件表面易產生冷隔等缺陷，并給壓鑄工藝帶來困難；鑄鋁件隨壁厚的增加，其內部氣孔、縮孔等缺陷增加，故在保證鑄鋁件有足夠強度和剛度的前提下，應盡量減小鑄鋁件壁厚并保持截面的厚薄均勻一致，為了避免縮松等缺陷，對鑄鋁件的厚壁處應減厚(減料)，增加筋；對于大面積的平板類厚壁鑄鋁件，設置筋以減少鑄鋁件壁厚；
鑄鋁件具有較好的強度，可以采用熱處理獲得良好的機械性能、物理性能和抗腐蝕性能，因此在機械制造中得到廣泛的運用。
(二)、鋁壓鑄件內部裂痕的檢測方法
1、超聲波探傷
各類金屬管材、板材、鋁壓鑄件、鍛件和焊縫的超聲波檢測和超聲波測厚。當超聲波在傳播中遇到裂縫、空洞、離析等缺陷時，超聲波的聲速、振幅、頻率等聲學參數會因此改變。根據儀器測量這些改變，可以判斷缺陷的存在，并能確定其具體位置。
超聲波脈沖（通常為1.5MHz）從探頭射人被檢測物體，如果其內部有缺陷，缺陷與材料之間便存在界面，則一部分人射的超聲波在缺陷處被反射或折射，則原來單方向傳播的超聲能量有一部分被反射，通過此界面的能量就相應減少。這時，在反射方向可以接到此缺陷處的反射波；在傳播方向接收到的超聲能量會小于正常值，這兩種情況的出現都能證明缺陷的存在。壓鑄件在探傷中，利用探頭接收脈沖信號的性能也可檢查出缺陷的位置及大小。前者稱為反射法，后者稱為穿透法。
2、磁粉探傷
適宜于鐵磁性材料如鑄造、鍛造和其它機加工部件的無損檢測。
3、紫外線燈
廉、高和操作簡單，各種管道的泄漏探查、涂鍍層是否均勻的檢驗、雜質或污點的檢測、半導體和生物領域舞臺特除藝術效果。
4、射線探傷
射線探傷可以分為X射線、γ射線和射線探傷三種。
X射線照相法探傷是利用射線在物質中的衰減規律和對某些物質產生的光化及熒光作用為基礎進行探傷的。從射線強度的角度看，當照射在工件上射線強度為J0，由于工件材料對射線的衰減，穿過工件的射線被減弱。若工件存在缺陷時，因該點的射線透過的工件實際厚度減少，則穿過的射線強度Ja、Jb比沒有缺陷的點的射線強度大一些。從射線對底片的光化作用角度看，射線強的部分對底片的光化作用強烈，即感光量大。感光量較大的底片經暗室處理后變得較黑。因此，工件中的缺陷通過射線在底片上產生黑色的影跡，這就是射線探傷照相法的探傷原理。