特种铸造及有色合金2004年年会专刊
高强度发动机铝合金箱体的铸造工艺
摘 要 分析了12V大型、薄壁、复杂、高强度发动机铝合金箱体结构的工艺性，介绍了所采用的硬树脂砂低压铸造形式、
型芯组合造型、强冷设置和浇注系统等铸造工艺。针对改进后的ZLlllA铝合金材料运用合理的熔炼工艺、浇注工艺、冷却
工艺以及热处理工艺，成功地进行了铝合金箱体的批量铸造，使铸件品质满足产品技术指标要求。
关键词：发动机箱体 高强度铝合金铸造工艺熔炼和浇注
中图分类号：TGl46．2+1；TG24文献标识码：A
现代车辆对发动机的基本要求是质量轻、功率大、 填型腔。使用低压铸造方法重点是保证铸件内部组织
油耗低、使用可靠、噪音小等，这些要求毫无疑问都要分 致密，使铝液充型平稳，易于控制，避免氧化杂渣，最大
解到各个零部件上，尤其是箱体。箱体是发动机中质量 限度地减小缺陷的产生，使厚大部位不产生疏松，壁薄
最大、复杂程度最高、生产难度最大、决定着发动机成败 的地方不产生浇不足等冷隔缺陷。同时在压力下结晶
的一个关键铸件。对箱体铸件的主要要求是：质量轻、 可以大大提高补缩效果，力学性能比相同条件下的一般
有足够的强度和刚度、铸造性能好、组织均匀、形状准 重力铸造提高10％左右【3,4j。
确、尺寸精度高以及具有良好的加工性…1。而高强度铸
造铝合金箱体是发动机箱体的发展趋势心J。本文主要 修仝叼喧弋纥芦泸堂留雹弋叼N厂
针对改进的ZLlllA铝合金材料进行大型、多缸、薄壁、 上
复杂的高强度发动机箱体铸造工艺研究。 厂 熟
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1铸造工艺 !冬工公工公工△工公工△；《-』 拶
1．1箱体结构工艺性分析 图1 箱体铸件结构简图
。箱体为12缸V型非对称水冷连身箱体，它是将柴 (2)分型方案：该箱体结构复杂，特别是曲轴箱隔
油机的上曲轴箱、气缸体、飞轮壳及传动箱联成整体。 板和水套左右不对称，给模型制造带来困难。零件造型
另外，箱体上的机油道和水道都采用内油道和内水道结 时对零件的薄壁处取正公差，交界处尽量采用大圆角自
rain×850nlnl×480 然过渡，以减少应力集中，防止零件冷却时在交界处开
构。铸件毛坯轮廓尺寸1400 Ialn，毛
质量300 mn-i，一些水管、油管壁厚6n'lln， 裂。对铸件厚壁有孔的地方设计芯销，而厚壁无孔的地
kg，壁厚6～50
主轴瓦、支撑部分和螺纹孔处的壁厚50nlln。箱体主油 方则设置外冷铁；对铸件特厚的地方设计边侧暗冒口，
道由钢管纵贯铸件全长，铸件上大小水孔和油孔甚多， 增加该部位的铝液补缩量，以防止疏松、缩孔等铸造缺
且油道和水道不能相通，内表面筋板多而纵横交错，结 陷，保证铸件内部的致密度。在结构分析的基础上，以
构极其复杂，是典型的薄壁复杂铸件，铸造热节也比较 v型铸件的两排气缸中心线为主分型面，并按工艺方案
多，技术要求相当高。箱体铸件结构简图如图1所示。 整个箱体需要100余块型芯、30余套芯盒组合而成。
对箱体的一些油管和水管芯盒，由于管口尺寸小，工艺
1．2铸造工艺方案
放置的加工余量也小，为了保证组芯精度，同时也为了
