德國寶馬公司在sae 2006(2006年4月3日~6日,美國底特律)上,發表了面向直列6缸發動機的鎂合金氣缸體(在論文中標記為“曲軸箱”)的生產工序(演講序號:2006-01-0069)。
該生產工序采用將鋁合金缸襯嵌入金屬模具后用鎂合金注入成形的方法。配備采用該工藝制成的氣缸體的直列6缸發動機被配備在了“6系列”及“3系列”上(參閱本站報道),“此次尚屬首次發表整個生產工序”(該公司負責輕金屬鑄造的總經理michael hoesch)。展會上,該公司展示了該氣缸體的分解樣品。
該生產工序的第一步是制造鋁合金缸襯。其成分組成為alsi17cu4mg。利用低壓鑄造工藝制造,不過硅的含量較高,因此與普通壓鑄法相比,在優化工序的各參數方面難度較大。為了模擬鋁熔液的狀態,使用了magnasoft公司的fdm(有限差分法)軟件。
第二步是在缸襯表面涂裝用以提高與鎂合金的密著性的鋁硅合金。其成分組成為alsi12?!澳芊裉岣吲c鎂合金的密著性是生產工序中最難的部分”(hoesch)。具體來說,在并排配置兩根alsi12金屬絲后,通過施加高電壓使金屬絲熔化,然后再利用壓縮空氣噴涂在缸襯表面。由此形成的涂裝膜厚約0.1mm。
由于該涂膜為多孔質膜,而且在成形時是通過對鎂合金進行壓鑄來將缸襯包裹起來,因此alsi12層就會因這時產生的熱量及壓力而進入反應進程,從而便可達到使鋁合金與鎂合金密著的作用。鎂合金的種類采用的是“aj62”。
該公司已在蘭茨胡特(landshut)工廠建起了鎂合金冶鑄塊熔爐。每臺容量為3.5t,共5臺。為了搬運鎂合金熔液,開發了容量為600kg的專用熔爐,利用叉車運至壓鑄機以供使用。
鎂合金的壓鑄成形工序如下。首先將經過涂裝處理的缸襯升溫至400℃以上,利用機器人將其插入壓鑄機的金屬模型內。然后利用鎖模力為400t的壓鑄機向700℃的鎂合金每次施加30kg的鎖模力。
然后打開模具,利用機器人將氣缸體取出,在趁熱刻印所需信息、去除毛刺后進行機械加工,這樣整個工序即可完成。在沙眼的檢測上使用x線檢查裝置。
提出了新的非破壞檢查法
在質檢方面,特點是確立了對鎂合金及鋁合金的接合部位進行檢查的方法?,F有的非破壞檢查法包括x線、超聲波及ct等,這些方法由于無法檢測出因熱膨脹的不同而導致的微小缺陷,因此該公司新開發了使用超聲波的熱成像法(ultrasonic-stimulated lock-in thermography)。
新的非破壞檢查法的原理是:通過向部件照射超聲波,就會誘發缺陷部分的微小振動,使缺陷部分產生摩擦熱,從而便可利用熱成像儀高精度檢測在表面傳遞的熱。這樣一來,便可實現對接合部的快速、高清度的質檢。
寶馬公司表示今后將在直列6缸發動機上配備采用上述鎂合金的發動機部件。在展會上,該公司展示了采用鎂合金氣缸體的直列6缸發動機,以及配備該發動機、預定在今后6月份上市的“z4酷派”。
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