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對(duì)鋁缸體一類輕質(zhì)材料的零件進(jìn)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(dòng)機(jī)輕量化及浸滲處理的提出 

輕量化已成為當(dāng)代汽車業(yè)界的一種趨勢(shì)，這主要是由世界范圍內(nèi)對(duì)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(dòng)機(jī)作為汽車最為關(guān)鍵的大總成，降低它的重量對(duì)降低汽車自重至關(guān)重要。 

從技術(shù)角度講，實(shí)現(xiàn)輕量化有多種途經(jīng)，如整機(jī)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(dāng)前降低發(fā)動(dòng)機(jī)重量的主要方式。事實(shí)上，鋁合金廣泛用于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋、進(jìn)氣歧管，以及水泵殼、機(jī)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(jī)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(duì)于上述那些在發(fā)動(dòng)機(jī)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(cè)工序時(shí)，會(huì)因?yàn)槿毕菸⒖椎拇嬖趯?dǎo)致滲漏過大而產(chǎn)生廢品，有時(shí)甚至是批量的。由于這些情況都是在經(jīng)歷了多道機(jī)加工后才能被發(fā)現(xiàn)，因此還將造成工時(shí)、原材料和能源的嚴(yán)重浪費(fèi)。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(guó)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(xiàng)工藝主要在真空壓力罐中進(jìn)行，按工藝流程可分為前處理、浸滲處理和后處理三個(gè)階段。其各個(gè)步驟主要包括：前處理也稱微孔預(yù)處理，主要是對(duì)鑄件做脫脂、清洗，再經(jīng)干燥后以備下一道工序所用；實(shí)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(chǔ)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(duì)浸滲罐加壓，這有助于推動(dòng)密封膠進(jìn)入孔隙；釋放壓力，將密封膠輸回儲(chǔ)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(jī)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(xué)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(jìn)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(dòng)力條件。然后，利用罐內(nèi)負(fù)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(shí)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(jìn)一步向缺陷各個(gè)部位最深處滲透。浸滲劑是由無機(jī)或有機(jī)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(jìn)行固化，在聚合時(shí)以其低收縮率提供突出的微孔填充能力，與此同時(shí)，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(jìn)入鑄件孔隙的浸滲劑由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變，形成堅(jiān)實(shí)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(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)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(huì)對(duì)所有制造精度和氣密性要求較高的動(dòng)力總成類零件統(tǒng)一作出這樣的規(guī)定：此類零件在機(jī)加工之前，即尚處于鑄件狀態(tài)時(shí)就得全部進(jìn)行浸滲處理，以達(dá)到改善鑄件性能、延長(zhǎng)機(jī)加工時(shí)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(huì)根據(jù)不同種類零件采取不同的做法，一般來說，對(duì)于少數(shù)關(guān)鍵零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)中的鋁缸體，通常要求在處于鑄件狀態(tài)時(shí)就全部進(jìn)行浸滲處理，然后再送主機(jī)廠。至于在主機(jī)廠生產(chǎn)線的某道工序之后，再按照一定的準(zhǔn)則對(duì)部分工件進(jìn)行浸滲，則取決于主機(jī)廠的制造工藝。 

對(duì)于多數(shù)零件，一般并不要求它們?cè)阼T件狀態(tài)時(shí)就全部進(jìn)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(shí)際情況再執(zhí)行浸滲工藝的方案。也就是當(dāng)經(jīng)過若干道機(jī)加工工序后的零件被證實(shí)其某些部位的泄漏檢測(cè)值介于規(guī)定區(qū)間時(shí)，就只對(duì)這部分剔出的工件進(jìn)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(dāng)這一比例超過某個(gè)界限時(shí)（視具體情況而定），主機(jī)廠將會(huì)要求毛坯廠必須對(duì)鑄件全部進(jìn)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(jī)廠的制造工藝中并無列入需要進(jìn)行浸滲處理的規(guī)定。對(duì)那些泄漏檢測(cè)結(jié)果超差的工件，無論實(shí)測(cè)值為多大，一律采取直接報(bào)廢的做法。不過，若泄漏值超差工件所占比例達(dá)到一定程度時(shí)，主機(jī)廠也會(huì)提出對(duì)全部鑄件毛坯進(jìn)行浸滲處理的要求。 

那么，到底在何處進(jìn)行浸滲處理的實(shí)際操作呢？國(guó)內(nèi)外的普遍做法是由獨(dú)立的、專業(yè)的企業(yè)來承擔(dān)。這樣不僅效率高，易于保證質(zhì)量，而且對(duì)總成廠來講，成本相對(duì)也低些。但是也有少數(shù)批量大、生產(chǎn)節(jié)奏快且對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求較高的發(fā)動(dòng)機(jī)廠，會(huì)在車間辟出一個(gè)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(jī)械化程度較高的浸滲生產(chǎn)線，其地位相當(dāng)于車間的一個(gè)工段。當(dāng)然，這個(gè)“工段”的開動(dòng)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(dòng)機(jī)的主體，是其中體積最大、份量最重的零件，當(dāng)選用鋁合金材料時(shí)，其降低一半左右的重量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的輕量化意義也最大。但鑒于缸體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)加工的工序較多，因此相比發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)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(jìn)一步對(duì)需要執(zhí)行浸滲處理工件的界定、認(rèn)可問題，通過一個(gè)有代表性的案例予以說明。某現(xiàn)代化轎車發(fā)動(dòng)機(jī)廠里一條新建鋁缸體機(jī)加工生產(chǎn)線，工件在進(jìn)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(gè)密封測(cè)試工位。該工位除了對(duì)鋁缸體的低壓油道、水道和高壓油道進(jìn)行泄漏檢測(cè)，以檢驗(yàn)它們的密封性外，也相當(dāng)于設(shè)立了一道關(guān)口，根據(jù)測(cè)得的泄漏值來決定是否需要對(duì)這個(gè)鋁缸體實(shí)施浸滲處理。 

對(duì)工件而言，所設(shè)定的甄別界限共有兩項(xiàng)：第一項(xiàng)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(xiàng)甄別界限是以這個(gè)被檢部位為對(duì)象，判別該鋁缸體雖然存在泄漏，但是否有通過浸滲處理進(jìn)行補(bǔ)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(dāng)經(jīng)過中間清洗工序后的鋁缸體，沿輸送滾道進(jìn)入密封測(cè)試工位，若測(cè)得的該工件三項(xiàng)泄漏值中有任一項(xiàng)低于表給出的對(duì)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(shí)際測(cè)得的泄漏值中任意一項(xiàng)超過其泄漏率，但又小于報(bào)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(shí)的鋁缸體即作為需要取出進(jìn)行浸滲處理的工件來對(duì)待，由滾道反向送出，再由人工取下送走。至于極少數(shù)測(cè)得的泄漏值已達(dá)到甚至大于表中報(bào)廢界限的工件，將經(jīng)由輸送滾道流出。上述檢測(cè)、甄別及分流的過程，是借助密封測(cè)試工位里的機(jī)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(dāng)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)業(yè)界日益趨向輕量化方向發(fā)展的過程中，科學(xué)、合理地運(yùn)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。