はじめに アルミダイカスト シリンダーブロック
次の図は、寸法 9mm * 3mm * 351mm、肉厚 (334 ± 269) mm、ブランク質量 4kg、硬度 (HB) 0.4-の Al-18.9Si-90Cu 合金ダイカストシリンダー本体を示しています。 110. シリンダーライナーは高リンバーミキュラ黒鉛鋳鉄製で、硬度（HB）は220～290、肉厚は4.4mmです。 研磨後の肉厚は2.8mmです。 シリンダー構造には、シリンダーバレル、ウォータージャケット、高圧オイル通路、クランクケース、メインベアリングシートなどが含まれます。
2. アルミニウム合金溶解設備 とプロセス
溶解にはLPGガス炉を採用しており、供給、溶解、保温の機能を備えています。 溶解速度は3.5T/H、断熱炉の容量は10tです。 現在、省エネルギーのため、アルミニウム合金供給業者が工場内でアルミニウム合金液を溶解し、ダイカスト工場の断熱炉に直接合金液を供給する、アルミニウム合金液直接供給プロセスが一般的である。
合金グレードは Al-9Si-3Cu で、アルミニウム合金インゴットと炉への供給物の比率は 4:6 です。 直読分光計を使用して、炉の前で合金液体の組成を検出します。 合金液は溶解炉の断熱室で720℃に保温され、炉内で精錬、スラグ除去を行った後、移送取鍋に排出されます。 移送取鍋内での脱気処理に窒素（99.99％）と回転脱気装置を使用することで、合金液内の残留ガスや残留物を浄化することができます。 ガス含有量検出装置により、密度指数（1-ρ真空/ρ常圧）×100、管理基準≦1で脱気効果を評価します。
3. ダイカスト金型の設計 および注湯システム
金型は3面コア引き上げ構造を採用しており、主に固定金型部、移動金型部、成形部、注入システム、コア引き上げ機構、排出機構、排気システム、加熱および断熱装置で構成されています。ダイカスト金型の材質は 2Cr8W13V および H45 鋼で、コアロッドはチタン合金または高温合金で作ることができます。 熱処理後の硬度（HRC）は100000以上になります。 表面窒化処理後のダイカスト金型の寿命はXNUMX万回以上に達します。
シリンダーブロックダイカストの注湯方式には、通常、片面注湯方式と両面注湯方式のXNUMX種類があります。 小型シリンダブロックには片面注湯方式が、大型シリンダブロックには両面注湯方式が一般的に使用されます。 充填および凝固シミュレーションに金型流動解析ソフトウェアを使用することで、注湯プロセスのレイアウトを最適化できます。
4. ダイカストマシンと ダイカストプロセス
高品質のダイカストを得るには、温度、速度、圧力、時間などの主要なプロセスパラメータがダイカスト生産のニーズを満たさなければなりません。
(1)。 温度管理
注湯温度は640～680℃に管理してください。 注入温度が高すぎると、収縮が大きくなり、鋳物に亀裂、粒子の粗大化、型の固着が発生しやすくなります。 注湯温度が低すぎると、コールドシャット、表面模様、注湯不足などの欠陥が発生しやすくなります。 注湯中、絶縁炉内のアルミニウム合金液の表面酸化層を適時に洗浄する必要があります。そうしないと、酸化介在欠陥が発生する可能性があります。
ダイカスト金型は使用前に一定の温度に予熱する必要があります。 連続生産では、ダイカスト金型の温度が上昇することがよくあります。 温度が高すぎると、液体金属が金型に付着するだけでなく、鋳物の冷却が遅くなり、粒子が粗くなり、取り出し中に変形が生じます。
アルミニウム合金シリンダーブロック金型を加熱するために180つの金型温度ヒーターが使用され、すべてのコア、インサートなどに冷却水が使用され、金型の作動温度を200〜XNUMX℃の範囲に制御します。
(2)。 速度と圧力の制御
シリンダー ブロックのダイカストの品質は、射出プロセス パラメーターの変化に非常に影響されます。
速度が高すぎると、鋳物内のガスが増加しやすくなります。 低すぎると充填不良が発生しやすくなります。
射出圧力が低すぎると、鋳造品の気孔や収縮などの欠陥が増加します。 過度の圧力はバリやバリなどの欠陥を増加させ、金型に重大な損傷を与える可能性もあります。
適切な射出速度（射出比圧）をとり、妥当な速度換算位置を決定し、鋳物が凝固する前の急速な加圧（加圧比圧）を実現します。
シリンダー本体のサイズが大きく、構造が複雑で、肉厚差が大きいため、射出速度は約 28000m/s と遅く、射出ストロークは 0.2mm と速く、射出速度は 400kN のダイカストマシンが使用されました。射出速度は約5.5m/s。 最終圧力は約４５ＭＰａに維持された。
(3)。 時間制御
充填時間の長さは、鋳造体積のサイズと複雑さによって異なります。 充填時間はインナーゲートの断面積と密接に関係しており、パンチの射出速度に直接関係しています。 充填時間は最終的に第 4 レベルの射出速度に反映されます。これは、高速射出速度が 5 ～ XNUMXm/s に制御されることを意味します。
金型キャビティに合金液を充填した後、凝固成形段階に入ります。 このとき、合金液を高圧下で凝固・結晶化させるため、直ちに加圧を行う必要があります。 大型ダイカストマシンの圧力上昇時間は 30 ミリ秒以内に制御する必要がありますが、小型ダイカストマシンでは 10 ミリ秒に達する場合があります。
保持時間の長さは、鋳物の材質と壁の厚さによって異なります。 保持時間が短すぎると、気孔や収縮気孔が発生しやすくなります。 保持時間が長すぎると、鋳物の温度が低くなり、収縮が大きくなり、中子引抜き時や鋳物取り出し時の抵抗が大きくなる。 これにより、型抜きが困難になるだけでなく、鋳物に亀裂が発生しやすくなり、通常は 30 秒かかります。
(4)。 ダイカスト自動生産装置の導入
ダイカストマシンには注湯ロボット、スプレーロボット、ピースピッキングロボット、切断機などの周辺補助装置が装備されており、単一ピース速度110秒の全自動生産を実現できます。
① 合金液体絶縁体
適格な組成とガス含有量の合金液を移送取鍋を通じてダイカストマシン前の断熱炉に移送し、温度を640～680℃に制御します。
②鋳鉄製シリンダーライナー挿入
シリンダーライナーを埋め込む前に、アルミニウム合金の収縮応力による亀裂を避けるために、シリンダーライナーを90℃に予熱する必要があります。
③ 注湯装置の清掃
自動油圧式エッジカット機とエッジカット金型を使用し、シリンダー穴内の注湯系、オーバーフロー系、バリをカットします。
(5)。 熱処理
シリンダブロック鋳造における残留応力には、熱応力、相変態応力、収縮応力が含まれます。 残留応力は鋳物の機械的特性を低下させ、加工精度に影響を与えます。 24時間の自然時効処理とT5処理により残留応力を除去します。
次の図は、T5 処理曲線を示しています。
T5 処理により、鋳物の硬度 (HB) が 8 ～ 10 低下します。 Cu、Si、Mnの含有量を増やし、T5処理温度を適切に下げることにより、理想的な鋳造硬さを得ることができます。 このうち、Ｃｕ含有量の増加は硬度の向上に大きな効果があるが、材料コストが比較的高くなる。 プロセス計画を決定するには、化学組成と温度の直交テストが必要です。
硬さの測定点は図1のA点とB点に示されています。
(6)。 荒加工
納品された製品がその後の精密加工の位置決めや加工精度を確実に満たすためには、鋳造公差をなくすためのブランクの荒加工が必要となります。 粗加工範囲は位置決め穴、主軸受座、シリンダー穴等であり、全てマシニングセンタで仕上げます。
（7）。 リークテスト
荒加工後の部品は、ウォータージャケット漏れ検査、高圧油通路、低圧油室に分けて漏れ検査を受ける必要があります。 リークテストのプロセスは主に、膨張、圧力安定化、測定、排気の XNUMX つの段階に分かれています。
(8)。 浸潤
ウォータージャケット漏れ量100mL以下、クランクケース漏れ量500mL以下の漏れ部品については、鋳造品の細孔や収縮気孔を有機浸透液で満たす浸透処理を行い、シリンダボディの適合性を確保します。必要な気密要件。 ブランクリークの場合、浸透は表面収縮やコールドシャット欠陥のある部品を修復するためだけに行われ、その割合は非常に小さいです。 機械加工後は、ブランクの厚肉収縮領域のみが露出し、完成品の浸透が重要な修復プロセスとなります。
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