過共晶鋁硅合金發(fā)動機缸套擠壓鑄造成形技術(shù)
1. 成果簡介預(yù)制缸套然后鑄造或裝配是采用鋁合金制造汽車發(fā)動機缸體的一種主要成形工藝。傳統(tǒng)的缸套都是用鑄鐵制造,鑄鐵耐磨性好,但熱導率較低,鋁合金導熱率是鑄鐵的 4 倍,采用鋁合金制造缸套的優(yōu)勢是迅速將發(fā)動機燃燒產(chǎn)生的熱量傳遞出去,避免機油焦化,從而顯著提高發(fā)動機的升功率(功率密度)。過共晶 Al-Si 合金具有熱膨脹系數(shù)小、耐磨性好、熱導率高、高溫性能好等特點,是制造發(fā)動機缸套的理想材料。圖 1 擠壓鑄造件 圖 2 機加工后零件 圖 3 初生硅和共晶硅分布 采用常規(guī)鑄造方法成形過共晶鋁硅合金,疏松傾向大,強度和韌性低,而且顯微組織中初生硅的尺寸難以控制。擠壓鑄造是液態(tài)金屬在較高外加壓力(百兆帕)作用下凝固成形的一種先進鑄造工藝,鑄件在低速下充型,高壓下凝固,內(nèi)部致密,組織細小,并能通過熱處理強化。 清華大學成功開發(fā)了過共晶鋁硅合金缸套擠壓鑄造成形技術(shù),具有非常好的發(fā)展?jié)摿彤a(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。2 應(yīng)用說明采用鋁合金制造發(fā)動機缸套甚至全鋁發(fā)動機缸體是國外主要汽車企業(yè)開發(fā)高性能發(fā)動機的重要技術(shù)之一。采用噴射沉積加擠壓或鍛造工藝已有相關(guān)產(chǎn)品,但由于工序多、流程長造成生產(chǎn)率低、成本高。清華大學開發(fā)的過共晶鋁硅合金缸套擠壓鑄造成形技術(shù)具有短流程、近凈成形、優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能等優(yōu)點,目前正在與汽車發(fā)動機制造企業(yè)合作,進行技術(shù)評價與應(yīng)用。 申請國家發(fā)明專利 1 項。3 效益分析缸套作為汽車發(fā)動機生產(chǎn)中的一個重要配件,其用量大,產(chǎn)品和技術(shù)相對獨立,原材料充足,設(shè)備投資小,適于中小企業(yè)給發(fā)動機廠配套,特別是適合于已經(jīng)在給發(fā)動機廠配套鋁合金活塞等部件的企業(yè)發(fā)展這一技術(shù)和產(chǎn)品,易于在現(xiàn)有客戶渠道基礎(chǔ)上豐富產(chǎn)品種類,同時較高的技術(shù)含量可以避免被簡單模仿和惡性競爭。
清華大學
2021-04-13