涡轮增压器铝合金壳体低压铸造技术  涡轮增压器铝合金壳体低压铸造技术  Summary：涡轮增压器是汽车很重要的零部件之一，因此涡轮增压器的铸造质量会直接影响到汽车的质量，必须逐步加强质量管理。本文以涡轮增压器为研究对象，探讨在涡轮增压器的铝合金壳体铸造过程中采用低压铸造技术的方式，分析所使用的铸造设备和合适的材料，并对浇筑过程中的关键点做多元化的分析，以供参考。Keys：涡轮增压器；铝合金壳体；低压铸造技术在社会经济加快速度进行发展的背景下，人们的生活条件有了极大的改善，因此汽车成为人类出行的首选工具，进一步拓展了汽车市场的需求量，而作为汽车发动机中关...

  涡轮增压器铝合金壳体低压铸造技术  Summary：涡轮增压器是汽车很重要的零部件之一，因此涡轮增压器的铸造质量会直接影响到汽车的质量，必须逐步加强质量管理。本文以涡轮增压器为研究对象，探讨在涡轮增压器的铝合金壳体铸造过程中采用低压铸造技术的方式，

  所使用的铸造设备和合适的材料，并对浇筑过程中的关键点做多元化的分析，以供参考。Keys：涡轮增压器；铝合金壳体；低压铸造技术在社会经济加快速度进行发展的背景下，人们的生活条件有了极大的改善，因此汽车成为人类出行的首选工具，进一步拓展了汽车市场的需求量，而作为汽车发动机中关键配件之一的涡轮增压器慢慢的变成为汽车生产的核心环节。涡轮增压器能够在有效控制汽车成本的前提下促进发动机输出功率的有效提升，提升幅度能够达到20%-40%左右[1]。涡轮增压器的叶轮壳体一般都会采用铝合金作为材料，采用低压铸造的生产方式打造出复杂的形状。和传统的重力铸造技术不同，低压铸造技术能够让材料在低压的状态下实现充型处理，并完成凝固结晶的流程，所以制成的壳体往往质量更高，具有更为优异的成品率。但是低压铸造技术在面对性能要求不断的提高、形状日趋复杂的构件制造上，仍需不断突破控制和工艺上的技术瓶颈。因此，本文以涡轮增压器为研究对象，分析低压铸造技术在其铝合金壳体制作的完整过程中的需要注意的几点，希望能为低压铸造技术的逐步发展提供思路。一、低压铸造设备和材料1、浇注系统涡轮增压器的制作流程与工艺较为复杂，尤其是铝合金壳体的制造部分。在使用低压铸造技术时，一般由一根升液管和几个浇口相互衔接，这样子就能够一次完成更多的壳体铸造，确保铸造的质量。2、合金材料在选择铝合金壳体的材料时，一般会挑选AI-Si-Cu系合金ZL105，同时为了使金属液的质量逐步提升，在进行

  操作的过程中会通过Ar气旋转吹气的方式来进行精炼，同时加入Sr变质和AJ-Ti-B细化晶粒保证制造质量[2]。二、浇注工艺1、维护在进行壳体铸造的过程中，定期清理模具并做好模具的保养工作不仅仅可以逐步提升铸件的质量，使生产水平更稳定，还能够使模具的常规使用的寿命获得逐步提升。在生产的过程中，一般当模具完成了450件至550件的铸件制造后，就应该对模具进行相对有效的维护保养。此时，应该先将模具拆开，然后将型腔表面的涂料用软刷清洗整理干净，同时检查顶杆间隙和排气孔中是否留有涂料颗粒或铝屑等杂质并清除干净，确保模件的外形质量达到生产规格要求，在制作的完整过程中能够顺利顶出铸件，并确保排气通畅。2、涂料在进行浇注之前，需要对模具进行预热处理，当模具的温度达到200℃后，开始做涂料喷涂。由于涡轮增压器的壳体相对来说还是比较复杂，因此在进行涂料喷涂时要仔细查看喷涂的部位，确定涂料的具体厚度是不是满足需求。一般情形下，较好的厚度质量应该控制在0.1mm-0.2mm的范围内，严格按照进度要求做工艺处理，例如，涡轮增压器燃烧室表明上进行涂料喷涂时，应该优先使用颗粒更为细小的涂料种类；在对内浇道、浇口、冒口等部位进行涂料喷涂时，由于这些部位的涂料凝固速度更慢，因此能适当喷厚一些，将喷涂的厚度增加到0.5mm-1mm左右[3]。3、过滤网在铸造过程中，需要合理安放过滤网，才可避开升液管中的氧化物杂质随材料一起进入到型腔之中，防止杂质构成层流填充的情况。过滤网的材质一般选择镀锌金属网，过滤网线的直径则应该尽可能控制在0.4mm-0.6mm之间。4、温度温度的控制对于铸件的制造有直接影响，不仅关系到铝合金壳体内部是否会有缺陷，也关系到铸件的外形是不是达到质检标准。正常的情况下，浇筑的温度一般控制在680℃-730℃为宜，在进行实际浇注的过程中，温度差则不应超过20℃。低压铸造技术的优点是可以有明显效果地地控制凝固的顺序，根据理论中的模温分布数据，温度应该是沿着浇口至上模的顺序逐渐降低。在这样的温度场中，不仅仅可以使浇注的壳体铸件质量与性能逐步提升，还能够有效缩短铸件制造的时间周期，同时通过强制冷却的方式对上模和侧模做处理，能更加进一步加快生产的效率。强制冷却的方式一般都会采用水冷和气冷技术，在冷却时通过多路设置的方式确保每一条冷却线路都可以被单独控制，实现压力与流量的自动监控。水冷方式一般会使用压送式水泵，从而避免因为模具内部的高温汽化现象而产生的水流不畅通的现象；气冷方式则是通过压缩空气的输送来完成冷却。由于壳体在浇筑时会使用多个浇口，因此如果浇口的距离太近，非常有可能使得两个浇口间出现铸件温度持续上升的问题，因此导致浇口的凝固速度快于内部部位的凝固速度。因此，需要在距离相近的浇口间采用强制冷却的方式，从而确保壳体的温度保持在合理的梯度内。除此之外，在进行冷却处理时，为保障安全性，并保护模具的常规使用的寿命，一般会优先采取间接冷却的

  ，如果涡轮增压器的壳体存在一些厚度较厚的部位，则可以对这些部位采用直接冷却的方式。在进行冷却时，一般会通过温度或时间的控制来对冷却强度进行调节。使用温度控制时，一般会在需要冷却的部位放置合适的热电偶，随后使用热电偶对壳体附近区域的温度做测量，根据所测得温度高低设置合适的冷却温度，通过计算机对冷却开关进行开启或关闭，这种控制方式对精度提出了十分高的要求。时间控制则是指在冷却时控制用水或用气的时间，相比温度控制而言操作更为简单易行，但是控制精度相比来说较低。5、加压时间在进行铝合金壳体铸造的过程中，从充型开始到壳体的浇口凝固，这整一段时间就是加压时间，因此对温度的要求相比来说较高。如果壳体制作的完整过程中各项条件都较为规范，那么根据涡轮增压器壳体的重量不同，也会产生不同的加压时间需求，往往控制在3分钟至7分钟之间。如果想要逐步提高涡轮增压器的铸造效率，则能够使用一模两件的方式来进行加压，也能采用二段加压的方式来缩短铸造时间，同时保证铸造的质量。6、起模时间起模时间同样也对温度有较高的要求，温度发生了变化，起模时间也同样会发生明显的变化。如果起模的时间较短，则铸造的铝合金壳体有可能会出现变形的问题；如果起模的时间过长，则铝合金壳体容易在模具内卡住，无法轻易取出。因此，以加压时间为标准，起模时间一般控制在其1/3左右为宜。同时，为了让铸件的冷却速度得到逐步提升，在起模时可以先开脱侧模，因为侧模的阻力比较小；在冷却达到一段时间后，再开脱上模。7、加压曲线加压的压力不仅会对金属液的流动填充性能造成影响，同样也会对补缩效果造成影响，因此在低压铸造过程中加压曲线的控制是极为关键的环节之一。根据加压压力的计算公式能得出相应的曲线。其中，P是压力；γ代表铝液的比重，一般在2.4-2.5之间；△H则代表铝液的上升高度；S代表升液管的截面面积；A则代表型腔的截面面积[4]。在进行冒口补缩时一般将压力控制在0.005MPa-0.01MPa。虽然补缩效果会随着压力的增加而不断的提高，但是如果压力大于0.01MPa，则有可能导致涂料剥离的问题，还有可能使得排气孔被铝液堵塞。同时，在进行壳体浇筑时，有必要进行及时快速的排气，将砂芯燃烧遗留的气体全部排到铝合金壳体之外。但是在实际铸造时，由于铸造过程中使用的砂芯不仅数量较多，且结构也更复杂，因此排气孔的设置相对来说还是比较麻烦，此时可以对冒口补缩压力进行相对有效设置，将参数设置在最上限的数值，能够尽可能的防止气体淤塞在铸件中。结语：综上所述，涡轮增压器的铝合金壳体通过低压铸造的方式能够有效提升生产的质量和水平，使得铸造成品率有效提升。因此，进一步推广低压铸造技术，不仅仅可以实现涡轮增压器生产质量的进步，也能够有效控制生产所带来的成本，为涡轮增压器制造业的健康发展提供帮助。Reference：[1]梁祎迪,刘岐治,郝长顺,卢德宝,郝阳,姜丽,赵娜娜,李胜君.铝合金复杂薄壁件砂型低压铸造工艺设计实例分析[J].中国铸造装备与技术,2022,57(03):87-90.[2]周振,卢德宏,李贞明,逯东辉.低压铸造铝合金轮毂的研究现状[J].中国铸造装备与技术,2022,57(02):58-64.[3]曲家龙.涡轮增压器压气机壳体低压铸造工艺改进[J].特种铸造及有色合金,2021,41(04):518-520.[4]马东良,刘佳佳,马东辉,高远.铝合金涡轮增压器壳体低压铸造工艺[J].铸造

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