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宝马发表6缸发动机镁合金部件生产工序
时间:2006年04月06日14:07 我来说两句(0)  

 
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来源:日经BP社技术在线】 【作者:藤堂 安人
德国宝马公司在SAE 2006(2006年4月3日~6日,美国底特律)上,发表了面向直列6缸发动机的镁合金气缸体(在论文中标记为“曲轴箱”)的生产工序(演讲序号:2006-01-0069)。

  该生产工序采用将铝合金缸衬嵌入金属模具后用镁合金注入成形的方法。配备采用该工艺制成的气缸体的直列6缸发动机被配备在了“6系列”及“3系列”上,“此次尚属首次发表整个生产工序”(该公司负责轻金属铸造的总经理Michael Hoesch)。展会上,该公司展示了该气缸体的分解样品(图1)。

 

图1:镁合金气缸体的分解样品。左半部分去掉了缸衬的铝合金部分。


  该生产工序的第一步是制造铝合金缸衬。其成分组成为AlSi17Cu4Mg。利用低压铸造工艺制造,不过硅的含量较高,因此与普通压铸法相比,在优化工序的各参数方面难度较大。为了模拟铝熔液的状态,使用了MagnaSoft公司的FDM(有限差分法)软件。

  第二步是在缸衬表面涂装用以提高与镁合金的密着性的铝硅合金。其成分组成为AlSi12。
“能否提高与镁合金的密着性是生产工序中最难的部分”(Hoesch)。具体来说,在并排配置两根AlSi12金属丝后,通过施加高电压使金属丝熔化,然后再利用压缩空气喷涂在缸衬表面。由此形成的涂装膜厚约0.1mm。

  由于该涂膜为多孔质膜,而且在成形时是通过对镁合金进行压铸来将缸衬包裹起来,因此AlSi12层就会因这时产生的热量及压力而进入反应进程,从而便可达到使铝合金与镁合金密着的作用。镁合金的种类采用的是“AJ62”。

  该公司已在兰茨胡特(Landshut)工厂建起了镁合金冶铸块熔炉。每台容量为3.5T,共5台。为了搬运镁合金熔液,开发了容量为600kg的专用熔炉,利用叉车运至压铸机以供使用。

  镁合金的压铸成形工序如下。首先将经过涂装处理的缸衬升温至400℃以上,利用机器人将其插入压铸机的金属模型内。然后利用锁模力为400T的压铸机向700℃的镁合金每次施加30kg的锁模力。

  然后打开模具,利用机器人将气缸体取出,在趁热刻印所需信息、去除毛刺后进行机械加工,这样整个工序即可完成。在沙眼的检测上使用X线检查装置。

提出了新的非破坏检查法

  在质检方面,特点是确立了对镁合金及铝合金的接合部位进行检查的方法。现有的非破坏检查法包括X线、超声波及CT等,这些方法由于无法检测出因热膨胀的不同而导致的微小缺陷,因此该公司新开发了使用超声波的热成像法(Ultrasonic-stimulated Lock-in Thermography)。

  新的非破坏检查法的原理是:通过向部件照射超声波,就会诱发缺陷部分的微小振动,使缺陷部分产生摩擦热,从而便可利用热成像仪高精度检测在表面传递的热。这样一来,便可实现对接合部的快速、高清度的质检。

  宝马公司表示今后将在直列6缸发动机上配备采用上述镁合金的发动机部件。在展会上,该公司展示了采用镁合金气缸体的直列6缸发动机,以及配备该发动机、预定在今后6月份上市的“Z4酷派”。

 
图2:“Z4酷派”配备的直列6缸发动机。
 
图3:此次展出的“Z4酷派”。

(责任编辑:赵波)



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