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對鋁缸體一類輕質(zhì)材料的零件進行浸滲處理，可有效減少工件廢品率，使其質(zhì)量得到明顯提升，并且在確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，有效降低制造成本，提高生產(chǎn)效率。 

發(fā)動機輕量化及浸滲處理的提出 

輕量化已成為當代汽車業(yè)界的一種趨勢，這主要是由世界范圍內(nèi)對環(huán)保和節(jié)能的關(guān)注所決定的。資料表明，汽車自重若減輕10%，其燃油效率即可提高15%。而燃油效率的提高，意味著汽車的耗油量和排污量降低。因此，減輕汽車自重，是提高汽車的節(jié)能性和環(huán)保性最有效的辦法。發(fā)動機作為汽車最為關(guān)鍵的大總成，降低它的重量對降低汽車自重至關(guān)重要。 

從技術(shù)角度講，實現(xiàn)輕量化有多種途經(jīng)，如整機結(jié)構(gòu)優(yōu)化、附件的模塊和輕量化等，但是采用塑料、鋁合金和鎂合金一類輕質(zhì)材料替代鑄鐵等傳統(tǒng)材料則是當前降低發(fā)動機重量的主要方式。事實上，鋁合金廣泛用于發(fā)動機氣缸蓋、進氣歧管，以及水泵殼、機油泵殼等較小零件已有多年，而企業(yè)采用鋁合金氣缸體的情況近十年來也越來越多。不過相比鑄鐵，鋁鑄件在鑄造過程中，由于晶體形成、收縮和氣體吸收的原因，更容易產(chǎn)生內(nèi)部疏松、縮孔及氣孔等缺陷，這些含有缺陷的鑄件在經(jīng)過機加工后，表面致密層區(qū)域被去掉，從而使內(nèi)部的組織缺陷暴露出來。對于上述那些在發(fā)動機中有密封性要求的鋁鑄件，在經(jīng)過生產(chǎn)線上的泄漏檢測工序時，會因為缺陷微孔的存在導致滲漏過大而產(chǎn)生廢品，有時甚至是批量的。由于這些情況都是在經(jīng)歷了多道機加工后才能被發(fā)現(xiàn)，因此還將造成工時、原材料和能源的嚴重浪費。由此可見，為了解決鋁鑄件廢品率高的問題，生產(chǎn)中要采取一定的處理措施，目前使用最普遍的技術(shù)是浸滲處理，即堵漏。所謂“浸滲”，就是在一定條件下把浸滲劑滲透到鋁鑄件的微孔隙中，經(jīng)過固化后使?jié)B入孔隙中的填料與鑄件孔隙內(nèi)壁連成一體，堵住微孔，使零件能滿足加壓、防滲及防漏等使用要求的一種工藝技術(shù)。 

真空加壓浸滲工藝 

目前，國內(nèi)外在鋁鑄件生產(chǎn)中，普遍采取的是真空加壓浸滲法。這項工藝主要在真空壓力罐中進行，按工藝流程可分為前處理、浸滲處理和后處理三個階段。其各個步驟主要包括：前處理也稱微孔預(yù)處理，主要是對鑄件做脫脂、清洗，再經(jīng)干燥后以備下一道工序所用；實施浸滲處理的第一步是將工件置于盛籃中，然后將盛籃置于浸滲罐中；將浸滲罐抽真空，以除去部件孔隙中的氣體；將密封膠從儲液箱輸送至浸滲罐，并淹沒仍處于真空下的部件；再次將浸滲罐抽真空，以除去密封膠中的氣體；釋放真空并用壓縮空氣對浸滲罐加壓，這有助于推動密封膠進入孔隙；釋放壓力，將密封膠輸回儲液箱；后處理主要是移走部件，甩干、沖洗并完成固化等操作。 
前處理的主要目的在于去除零件表面的油污、金屬碎屑和灰塵，提高浸滲質(zhì)量，防止油污及機械雜質(zhì)帶入浸滲液中影響滲透力和粘結(jié)力。常用的脫脂方法有溶劑脫脂、堿液脫脂及電化學脫脂。鑄件在上述脫脂清洗后取出，經(jīng)熱水漂洗再在80～90 ℃下烘干，為提高浸透效果，并防止大量水分進入真空泵，清洗后的烘干非常重要。 
浸滲處理是將經(jīng)前處理的工件裝入浸滲罐密封抽真空，以充分排除罐內(nèi)及鑄件孔隙處的空氣和微塵，為浸滲劑的填充和滲透創(chuàng)造壓差動力條件。然后，利用罐內(nèi)負壓吸入浸滲劑，再次抽真空。第二次抽真空的目的在于，排出罐內(nèi)浸滲液中的氣體，防止溶有氣體的浸滲液滲入鑄件微孔缺陷中去，以避免固化時氣孔的產(chǎn)生影響密封性能。最后加壓，使已充填和滲入鑄件孔隙內(nèi)部的浸滲劑進一步向缺陷各個部位最深處滲透。浸滲劑是由無機或有機物配制而成的液態(tài)物質(zhì)，目前應(yīng)用較多的甲基丙烯酸鹽PC504/66密封劑在加熱條件下進行固化，在聚合時以其低收縮率提供突出的微孔填充能力，與此同時，其低粘度幫助密封劑快速而深入地滲透到微孔內(nèi)部。固化后的密封劑在-50～200 ℃的范圍內(nèi)都能正常發(fā)揮效能。 

后處理是將工件滴干、清洗并放人固化爐中固化，使進入鑄件孔隙的浸滲劑由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變，形成堅實的固化膜。固化溫度一般設(shè)定為80～90 ℃，或在室溫（25 ℃以上）下放置24 h。如鑄件在300 ℃以上條件使用，宜先在80 ℃溫度下固化2 h，接著在110 ℃溫度下繼續(xù)固化1 h。圖1是真空加壓浸滲工藝的流程示意圖。

 
圖1 真空加壓浸滲工藝流程

至于在生產(chǎn)過程的哪個環(huán)節(jié)進行浸滲，不同的生產(chǎn)廠和不同種類的工件則有著很大的差別。少數(shù)企業(yè)會對所有制造精度和氣密性要求較高的動力總成類零件統(tǒng)一作出這樣的規(guī)定：此類零件在機加工之前，即尚處于鑄件狀態(tài)時就得全部進行浸滲處理，以達到改善鑄件性能、延長機加工時的刀具壽命及確保產(chǎn)品質(zhì)量的目的。但是，絕大多數(shù)工廠還是會根據(jù)不同種類零件采取不同的做法，一般來說，對于少數(shù)關(guān)鍵零件，如發(fā)動機中的鋁缸體，通常要求在處于鑄件狀態(tài)時就全部進行浸滲處理，然后再送主機廠。至于在主機廠生產(chǎn)線的某道工序之后，再按照一定的準則對部分工件進行浸滲，則取決于主機廠的制造工藝。 

對于多數(shù)零件，一般并不要求它們在鑄件狀態(tài)時就全部進行浸滲處理，而是采取在生產(chǎn)過程的某道工序之后，根據(jù)實際情況再執(zhí)行浸滲工藝的方案。也就是當經(jīng)過若干道機加工工序后的零件被證實其某些部位的泄漏檢測值介于規(guī)定區(qū)間時，就只對這部分剔出的工件進行浸滲。大多數(shù)情況下被剔出工件的比例是很低的（大致在1%～２%），但當這一比例超過某個界限時（視具體情況而定），主機廠將會要求毛坯廠必須對鑄件全部進行浸滲處理。 

還有一些零件由于結(jié)構(gòu)等方面的原因，在主機廠的制造工藝中并無列入需要進行浸滲處理的規(guī)定。對那些泄漏檢測結(jié)果超差的工件，無論實測值為多大，一律采取直接報廢的做法。不過，若泄漏值超差工件所占比例達到一定程度時，主機廠也會提出對全部鑄件毛坯進行浸滲處理的要求。 

那么，到底在何處進行浸滲處理的實際操作呢？國內(nèi)外的普遍做法是由獨立的、專業(yè)的企業(yè)來承擔。這樣不僅效率高，易于保證質(zhì)量，而且對總成廠來講，成本相對也低些。但是也有少數(shù)批量大、生產(chǎn)節(jié)奏快且對產(chǎn)品質(zhì)量要求較高的發(fā)動機廠，會在車間辟出一個封閉的區(qū)域，讓上述那種從事浸滲處理的專業(yè)廠在里面建一條較為單一、高效且機械化程度較高的浸滲生產(chǎn)線，其地位相當于車間的一個工段。當然，這個“工段”的開動率相比一般的生產(chǎn)線要低。 

執(zhí)行浸滲處理工件的多重界定 

眾所周知，缸體作為發(fā)動機的主體，是其中體積最大、份量最重的零件，當選用鋁合金材料時，其降低一半左右的重量對發(fā)動機的輕量化意義也最大。但鑒于缸體的結(jié)構(gòu)復雜，機加工的工序較多，因此相比發(fā)動機中其他鋁鑄件，鋁缸體在鑄造成形過程中產(chǎn)生內(nèi)部缺陷的機率也較大，故如何規(guī)范、高效地通過采用浸滲工藝以確保其質(zhì)量也最受企業(yè)關(guān)注。下面，以鋁缸體為例，進一步對需要執(zhí)行浸滲處理工件的界定、認可問題，通過一個有代表性的案例予以說明。某現(xiàn)代化轎車發(fā)動機廠里一條新建鋁缸體機加工生產(chǎn)線，工件在進入中間清洗工位之前，已經(jīng)完成了全部粗加工工序。而在執(zhí)行下一道安裝主軸承蓋以及之后的各道精加工工序之前，設(shè)置了一個密封測試工位。該工位除了對鋁缸體的低壓油道、水道和高壓油道進行泄漏檢測，以檢驗它們的密封性外，也相當于設(shè)立了一道關(guān)口，根據(jù)測得的泄漏值來決定是否需要對這個鋁缸體實施浸滲處理。 

對工件而言，所設(shè)定的甄別界限共有兩項：第一項是被檢部位的泄漏率，以低壓油道為例，其泄漏率界限為30 CC/min；第二項甄別界限是以這個被檢部位為對象，判別該鋁缸體雖然存在泄漏，但是否有通過浸滲處理進行補救的可能和必要。仍以低壓油道為例，表指出了其為500 CC/min。鑒于此，當經(jīng)過中間清洗工序后的鋁缸體，沿輸送滾道進入密封測試工位，若測得的該工件三項泄漏值中有任一項低于表給出的對應(yīng)甄別界限、即泄漏率，則將被判為合格，之后流入下道工序。但只要存在實際測得的泄漏值中任意一項超過其泄漏率，但又小于報廢界限的情況，以表中的低壓油道為例，該范圍介于30～500CC/min之間，此時的鋁缸體即作為需要取出進行浸滲處理的工件來對待，由滾道反向送出，再由人工取下送走。至于極少數(shù)測得的泄漏值已達到甚至大于表中報廢界限的工件，將經(jīng)由輸送滾道流出。上述檢測、甄別及分流的過程，是借助密封測試工位里的機器人來執(zhí)行完成的。 

縱上所述，鋁缸體一類零件在經(jīng)過浸滲處理后，不僅減少了廢品率，使其質(zhì)量得到明顯提升，而且降低了在確保質(zhì)量前提下的制造成本，并有效提高了生產(chǎn)率。因此，在當代汽車發(fā)動機業(yè)界日益趨向輕量化方向發(fā)展的過程中，科學、合理地運用浸滲技術(shù)是徹底解決鋁合金等輕質(zhì)材料鑄件內(nèi)在問題（如微孔等缺陷）的一種最佳方案。