摘要：漏氣是鋁合金鑄件一種常見的質量問題，漏氣位置通常存在于兩機加面距離較窄且產(chǎn)品內部存在缺陷的位置或粘模拉傷嚴重的位置。某摩托車右箱體至開發(fā)到投產(chǎn)以來，合格率一直較低，機加后水檢漏氣比例高達86%。本文針對該產(chǎn)品漏氣這一問題，從減小產(chǎn)品壁厚、優(yōu)化螺孔型芯與優(yōu)化擠壓銷等幾個方面進行分析解決，最終將該產(chǎn)品漏氣比例由原86%降低至9.14%，較好的解決了該產(chǎn)品漏氣這一問題。
1、背 景
某摩托車右箱體至開發(fā)到投產(chǎn)以來，合格率一直較低，漏氣比例高達86%，通過浸滲后仍有8%的產(chǎn)品會漏氣，而且因加工工藝需求，左右體需合箱加工缸孔，這也導致合格左體會與漏氣右體一并報廢，嚴重影響產(chǎn)品的交付，且造成大量人力財力的浪費。通過對料廢漏氣件進行詳細的漏點排查，發(fā)現(xiàn)漏氣位置主要為遠端M8螺孔位置與缸面AB栓螺孔位置（圖1）。
2、原因分析
2.1產(chǎn)品壁厚過厚
產(chǎn)品壁厚厚大部位易產(chǎn)生熱節(jié)，鋁液凝固較晚，若無法進行及時的補縮易在壁厚處產(chǎn)生縮孔等缺陷，造成內部組織不致密，從而導致機加后漏氣。
（1）遠端M8螺孔位置：實物剖切檢查發(fā)現(xiàn)該位置壁厚約在9.4mm，且剖切后能看見明顯縮孔（圖2），該位置又位于充填遠端，壓機增壓無法有效傳遞，導致產(chǎn)品內部組織縮松。
（2）缸面AB栓螺孔位置：該位置因位于進澆處，且產(chǎn)品分型較為復雜，導致缸面AB栓螺孔與油道均無法抽芯，圈出位置處產(chǎn)品壁厚較厚約20mm。因為此位置壁厚過于厚大，單靠壓機增壓是無法對此位置進行補縮的，所以在肉厚位置增加了一擠壓銷進行局部增壓，增加補縮（圖3），但實際生產(chǎn)過程中時常出現(xiàn)擠壓銷擠不動的情況，擠壓銷的失效會導致該位置組織疏松，機加后缸面螺孔與油道互漏。
2.2局部積熱拉傷嚴重
在產(chǎn)品結構中難免會存在一些細小的深腔或尖銳結構，對應模具上的這種細小結構在生產(chǎn)過程中往往會導致熱量無法及時散發(fā)而集中在尖銳位置，在鑄件出模時這些尖銳位置因溫度過高而把鑄件表面拉傷。
該產(chǎn)品遠端M8螺孔型芯長度32.5mm，直徑5.5mm，長徑比5.5倍，這種細長結構型芯極易積熱，導致脫模時會將鑄件表面致密層拉傷破壞從而導致漏氣，從下圖可看出明顯粘模拉傷痕跡（圖4）。
3、解決方案與效果驗證
3.1壁厚過厚問題
（1）遠端M8螺孔位置：該位置因產(chǎn)品特征局限導致無法使用擠壓銷等方式來進行局部補縮，因此采用了減壁厚的一個方式來進行解決，將此位置壁厚由9.4mm降低至3.5mm，用鑲割方式來進行修模（圖5）。
修模后產(chǎn)品探傷效果良好，無明顯縮孔存在（圖6），且探傷位置縮孔要求優(yōu)于ASTME5052級標準。
（2）缸面AB栓螺孔位置：針對擠壓銷不能擠入這一問題，通過三維數(shù)據(jù)分析，初步判定為擠壓銷與擠壓銷套間隙過小導致，僅1mm。因鋁液與金屬接觸位置會先凝固，間隙過小會導致擠壓銷擠入時擠在已凝固的金屬表面，從而導致擠壓銷擠不動這一問題。針對此問題，我們對擠壓銷與擠壓銷套之間的間隙做了優(yōu)化，將間隙加大至2mm（圖7），避免擠壓銷在擠入時擠在已凝固的鋁液上方。
擠壓銷優(yōu)化后通過現(xiàn)場跟蹤實測發(fā)現(xiàn)擠壓銷能順利擠入設計擠壓深度10mm。
3.2粘模拉傷問題
針對這一問題，對遠端M8螺孔型芯進行了優(yōu)化。首先加大了型芯直徑，由5.5mm加大至6.5mm，減小加工余量，避免加工余量過大將內部缺陷暴露，并且對型芯表面做了PVD涂層工藝與增加高壓細芯冷卻水，以提高型芯表面硬度與降低型芯溫度，從而避免粘模拉傷的發(fā)生（圖8）。
在將型芯進行優(yōu)化后發(fā)現(xiàn)該位置已無明顯粘模拉傷痕跡（圖9），且機加后檢漏發(fā)現(xiàn)該位置漏氣問題已得到完全解決。
4、結 論
在對壁厚問題與粘模問題得到解決后，該產(chǎn)品漏氣比例由86%降低至9.14%，漏氣產(chǎn)品浸滲后檢漏漏氣比例由原8%降低至3.1%，漏氣問題得到了較好的解決。這不僅為以后開發(fā)類似產(chǎn)品提供了參考，還可以在開發(fā)時便做好問題的規(guī)避，也為其余產(chǎn)品在漏氣問題的解決方法上提供了思路。
文：重慶宗申動力機械股份有限公司楊懷、帥海江、張青峰、任金山
