铸铝发动机镶铸铁汽缸套的工艺调研.doc

铸铝发动机镶铸铸铁汽缸套的工艺调研汇报

2011年1月20日着手研究铸铝发动机镶铸铁汽缸套新工艺,开始查询相关的资料,主要是铸造铝合金的熔炼、铸造工艺和金属镀层等相关的知识,我做了一定前期知识准备,春节后,2月9日在天嘉公司批准,正式开展此项调研;在网络上搜寻了大量资料,从中筛选出我认为有价值可以参考的几篇文献(详见附录),询问了一下专家_电话、网络咨询和面谈等交流，从中初步得出一些粗浅的认识:
一,国内
国内铸造铝合金发动机铸铁汽缸套,一般是把铸铁汽缸套除油除锈后,预热到500-580℃保温到使铸铁汽缸套均热后,放到铸型中合箱浇注铸造铝合金液［1］，询问正在生产镶铸铁汽缸套的铝合金发动机的温州瑞安徐工,他们为了降低成本仅仅是机械出油除锈,而不是采用传统工业化的化学出油除锈，从类似镶嵌铸造的铝合金双金属铸造文献-钢一铝双金属复合铸造试样(模拟钢一铝双金属活塞结合结)［2］，采用了热镀金属表面处理的工艺——预备期：首先是对活塞钢环进行除锈、去油、活化处理，使活塞钢环有一洁净和活化的表面，然后将其浸入预先熔化的助镀剂中进行助镀 助镀剂可由NaCI、KC!、NaF、Na3AlF 和Al 等组成。经过助镀，可进一步清洁钢环表面，大大提高铝液对钢环的润湿性，使渗铝液很容易在钢环表面发生浸润和漫流 。［3］从此，我揣想一汽、长安等大厂家的有可能采用化学助镀处理，因为小工厂采用机械除油除锈的方法，一定会有微小的油污锈蚀残存。
二、铸铁汽缸套的外表面的集中形式
形式一：一汽提供的高磷铸铁L111汽缸套，外表形状为深度R1.2的间距3(螺距)的螺旋线;
形式二［4］:外表面为孤岛状菱形块 外表面外表面
［

形式三[5]:汽缸套外表面为直槽式沟槽

形式四[6]:麻点式铸铁汽缸套,麻点的高度在0.5-1.5之间,麻点的间距在0.5-2之间，麻点之间高低不平，最有利于铸造排气、排渣。

注:温州瑞安徐工介绍-安庆帝伯格茨缸套有限公司生产各种铸铁汽缸套,其中有麻点式为主,我与安庆帝伯格茨缸套有限公司销售部王先生联系,求索汽缸套及与铸造铝合金结合的资料,王先生尚未答复.( 安庆帝伯格茨缸套有限公司网址:
从上述四种形式分析，最后一个麻点式汽缸套外壁，最为有利于铝合金铸造汽车发动机。
三、整体全为铸铝合金的汽车发动机，汽缸内壁采用特殊镀层的技术，查找到此项技术为美国1992年的一项专利，气缸孔内壁热喷涂铝青铜涂层。【7】

四，汽车发动机的铸造方式
从各种资料分析，目前铝合金铸造汽车发动机，有多种形式，那皮批量分类，一次是：压力铸造、低压铸造、重力铸造，由于汽缸套材质为铸铁，铸铁由于有大量石墨存在，在微观上使表面不连续的，加之石墨与铝合金不润湿，仅靠与铝合金液润湿一般的铁组织（铁素体和珠光体等），所以，铸铝发动机镶铸铁汽缸套的铸铁缸套和铸造铝合金结合情况，按压力铸造、低压铸造、重力铸造，依次降低，有文献可证低压铸造、重力铸造的结合对比【1】
低压铸造
重力铸造
我估计压力铸造的铸铁汽缸套与铸造铝合金的结合一定要优于低压铸造、重力铸造。

五，解决铸铝发动机镶铸铁汽缸套新工艺的方向
综上所述，得知目前汽车发动机铸造，目前，主要是铸铁汽缸套要加温到500-580℃，然后浇注铸造铝合金溶液；铸铁汽缸套未见有镀涂层处理（镀涂层可以是纯金属、合金等），这正与公司领导层判断意向相同，有必要研究出一种镀层（或者涂层）与铸铁缸套和铸造铝合金相结合良好的材料，用物理化学原理解释，镀层即与铸铁缸套有良好的润湿也与铸造铝合金有着良好的润湿，（一汽的铸造铝合金牌号为：ALSi10Mg或者AlSi10Cu与德国的DIN ENI 706相似）。

关于镀涂材料尚在调研中，近期一挨调研结束，立即补充，此文的欲意，想抛砖引玉，和搞此项研究的同仁，交流心得！！！

参考文献
[1] 影响铝合金缸体与铸铁缸套结合性能因素的分析
张翼，王宏远，魏柳林，张炳荣（奇瑞汽车股份有限公司，安徽省 芜湖市241009）
[2] 钢-铝双金属活塞铸造工艺研究
上海交通大学材料工程系(上海200030) 林凡 张绍宗 施瑞鹤
[3] 顾国成，刘邦津．热浸镀．北京化学工业出版杜．1988
[4]Powdered metal cylinder liners,United States Patent,May 12,1998
[5] IRON CYLINDER LINERS, United States Patent 3439586,Apr.22,1969
[6] product15 from
[7] Thermally sprayed aluminum-bronze coatings on aluminum engine bores from United States Patent,PATENT NUMBER:5,080,056，Date of Patent：Jan 14,1992