1.夾具的設(shè)計(jì)與制作：1.1夾具的特點(diǎn)：鋁件加工后陽極氧化用的夾具與電鍍用的掛具是截然不同的，若采用電鍍用類似掛勾的掛具作陽極化夾具是不適宜的，因?yàn)殛枠O氧化時(shí)夾具與工件表面都會很快生成氧化膜，在此過程中夾具與工件稍有松動即會變更觸點(diǎn)位置，阻礙電流流通，為此，必須采用具有彈性的夾具夾緊工件。只有這樣才能使陽極氧化過程正常進(jìn)行。1.2夾具的結(jié)構(gòu)形式：夾具結(jié)構(gòu)以個體式為宜，若采用組裝式的，則經(jīng)幾次使用后鉚接或焊接處會因腐蝕而松動，阻礙陽極氧化過程中電流的正常流通。同時(shí)，夾具要有一定的橫截面積。一定截面的夾具也就有足夠的彈力和夾緊力，使工件與夾具保持良好的接觸，保證所夾工件陽極氧化時(shí)所需電流正常流通。避免因接觸不良產(chǎn)生熱量而燒毀工件。1.3夾具材料的選擇：制作夾具以選擇硬質(zhì)鋁材為好，硬質(zhì)鋁材彈性好，緊固耐用。2.工件的裝夾：2.1給夾具清洗去膜：在陽極氧化過程中夾具也會產(chǎn)生氧化膜。為此，使用過的夾具再次使用之前一定要退除氧化膜。退膜可在鋁的除油溶液中進(jìn)行。也可將夾具與工件接觸部位的氧化膜用銼刀銼去，此法對某些夾具來說還可延長夾具的使用壽命。2.2裝夾位置的選擇：裝夾工件的位置要選擇得當(dāng)，鋁合金加工廠一般應(yīng)裝夾在工件的副面(即非裝飾的部位)。否則工件與夾具的接觸部位因被夾具遮蓋而無法生成氧化膜，當(dāng)然也就無法染上顏色，此處即會顯現(xiàn)出明顯的白色斑點(diǎn)，影響外觀質(zhì)量。此外，工件裝夾后懸掛在溶液中的凹入部位會否產(chǎn)生窩氣等問題也要予以考慮。2.3防止工件裝夾變形：夾具非同掛具，夾具有一定的彈性。裝夾變形的工件時(shí)尤需注意，應(yīng)避免用力過猛導(dǎo)致工件變形。2.4防止裝夾過松：當(dāng)工件裝夾過松時(shí)，夾具與工件之間的電流會時(shí)通時(shí)斷，在這種情況下很可能把工件燒毀。2.5逐一裝夾需染色的陽極化件：有些單位對某些小件采用紗窗布包扎或用其它方法包扎后作陽極氧化處理。這種方法雖在一定場合下可節(jié)省工時(shí)和提率，但只可用于某些質(zhì)量要求不高的本色陽極氧化，即使少量工件在相互遮蓋處無法生成氧化膜，也不易被識別出來。但對于需要染黑色的工件，采用此種裝夾方法顯然是不可取的。必須逐一裝夾，保證陽極氧化質(zhì)量。3.精密鋁合金零件加工陽極氧化工藝條件的控制：3.1溶液的溫度與電壓的關(guān)系：在額定的范圍內(nèi)溶液的溫度越低，所需的電壓應(yīng)越高，因?yàn)槿芤簻囟容^低時(shí)氧化膜生成速度較緩慢，膜層較為致密，為獲得一定厚度的氧化膜，陽極氧化過程需升高電壓。當(dāng)溶液的溫度較高時(shí)，氧化膜的溶解速度加塊，且生成的氧化膜是疏松的，此時(shí)降低電壓能適當(dāng)改善氧化膜的質(zhì)量。3.2陽極氧化溶液的溫度與時(shí)間的關(guān)系：溶液的溫度越低，所需的陽極氧化時(shí)間應(yīng)越長。因?yàn)槿芤簻囟容^低時(shí)氧化膜的生成速度緩慢。溶液的溫度升高時(shí)則氧化膜的生成速度加快。此時(shí)要縮短陽極氧化時(shí)間，否則由于氧化膜的外層電阻加大而導(dǎo)致膜層溶解，出現(xiàn)工件尺寸的改變、表面粗糙掉膜的現(xiàn)象。

          鋁型材散熱器生產(chǎn)工藝：首先貼膜不能直接貼在鉻化層上，否則會影響膜的附著力;其次，貼膜后要及時(shí)噴涂不能停放時(shí)間過長，否則容易導(dǎo)致貼膜脫落，嚴(yán)重時(shí)還要重新貼膜;再次是撕膜時(shí)要控制流平時(shí)間，不能貼膜后馬上撕膜，這樣會對產(chǎn)品質(zhì)量帶來一定的影響;*后是兩種顏色的噴涂順序要根據(jù)具體情況確定，既要考慮到兩次固化，又要考慮到遮蓋效果。貼膜質(zhì)量控制：散熱器鋁型材質(zhì)量控制中貼膜質(zhì)量很重要，若貼不好，會導(dǎo)致噴涂困難，如貼膜的張力不大、壓緊程度要控制好;對形狀復(fù)雜的部位要分開貼膜，貼膜后要檢查貼膜是否貼牢。否則將會給噴涂帶來麻煩。影響噴涂質(zhì)量。公司生產(chǎn)的鋁型材產(chǎn)品均由專業(yè)的技術(shù)人員嚴(yán)格把關(guān)，并擁有專業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備，保證質(zhì)量問題，客戶可放心選購我廠產(chǎn)品。鋁型材散熱器的貼膜材質(zhì)：首先要對貼膜材質(zhì)合理選擇，根據(jù)散熱器鋁型材產(chǎn)品的要求、表面處理方式，選擇相應(yīng)的貼膜，同是還要考慮貼膜上的膠對鋁型材表面質(zhì)量的影響。
             縮孔是鋁合金壓鑄件常見的內(nèi)部缺陷，常出現(xiàn)在產(chǎn)品壁厚較大或者易形成熱點(diǎn)的位置。一般來講，只要縮孔不影響產(chǎn)品的使用性能，都以合格的方式來判定。然而，對于一些重要部位，如汽車發(fā)動機(jī)汽缸體的冷卻水道孔或潤滑油道孔，出現(xiàn)縮孔是不允許判定合格的。
某企業(yè)的一款鋁合金制發(fā)動機(jī)曲軸箱，采用布勒28000kN冷室壓鑄機(jī)鑄造，材質(zhì)為ADC12合金，成分見表1。鑄件毛坯質(zhì)量為6.3 kg，后工序進(jìn)行X射線探傷時(shí)發(fā)現(xiàn)第二個曲軸軸承孔油道出現(xiàn)縮孔，離油道約8 mm，存在較大的漏油風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年該位置的縮孔報(bào)廢率為5%，經(jīng)過一系列的探索，成功地將廢品率降低為0.2％。本課題從鋁合金壓鑄件縮孔的形成機(jī)理[1-5]和鑄造條件兩方面出發(fā)，分析鑄件產(chǎn)生縮孔的原因，尋求改善措施，以期為日后解決鋁合金壓鑄件縮孔問題提供參考。一、鋁合金壓鑄件縮孔形成機(jī)理及形態(tài)--縮孔形成機(jī)理：導(dǎo)致鋁合金壓鑄件縮孔的原因較多，追溯其本源，主要是鋁合金從液相向固相轉(zhuǎn)變過程中鋁液補(bǔ)縮不足而導(dǎo)致。常見的縮孔原因有：①模溫梯度不合理，導(dǎo)致鋁液局部收縮不一致。②鋁液澆注量偏少，導(dǎo)致料餅薄，增壓階段補(bǔ)壓不足。③模具存在熱結(jié)或尖銳區(qū)域。④模具的內(nèi)澆口寬度不夠，面積較小，導(dǎo)致鑄件過早凝固，增壓階段壓力傳遞受阻、鋁液無法補(bǔ)縮。⑤鑄造壓力設(shè)置過低，補(bǔ)縮效果較差。圖1為鋁合金鑄件縮孔形成的示意圖。鑄件縮孔形態(tài)：縮孔是一種鋁合金壓鑄件乃至鑄件常見的內(nèi)部缺陷，常出現(xiàn)在產(chǎn)品壁厚較大、模具尖角和模溫溫差較大等區(qū)域。圖2為某款發(fā)動機(jī)曲軸箱縮孔形態(tài)，縮孔呈似橢圓狀，距離軸承油道孔約10 mm，內(nèi)壁粗糙，無光澤?？s孔區(qū)域鑄件壁厚較大，約為22 mm；油道孔銷子前端無冷卻水，模溫較高。汽車發(fā)動機(jī)曲軸的兩大軸頸（主軸頸和連桿軸頸）工作載荷較大，磨損嚴(yán)重，工作時(shí)必須進(jìn)行壓力潤滑。在此情況下，軸頸的油道孔附近若存在縮孔，將會嚴(yán)重影響潤滑效果。二、縮孔相關(guān)對策：鋁合金壓鑄件產(chǎn)生鑄造缺陷的原因有產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)特征、模具設(shè)計(jì)得澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理、工藝參數(shù)設(shè)計(jì)不合理等原因[1~4]。根據(jù)常見的鑄造缺陷原因以及鋁合金鑄件缺陷處理流程，探索解決鋁合金壓鑄件厚大部位縮孔的相應(yīng)對策。前期分析及對策：鑄件縮孔的前期分析從容易操作的工藝參數(shù)出發(fā)，通過現(xiàn)場測量及觀察，測得模具內(nèi)澆口厚度為4 mm，計(jì)算的內(nèi)澆口速度為40 m/s，產(chǎn)品壁厚*薄處為4.6 mm；料餅厚度為25 mm；鑄造壓力為60MPa。由經(jīng)驗(yàn)可知，模具設(shè)計(jì)符合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征，模具澆注系統(tǒng)應(yīng)該不存在增壓階段補(bǔ)縮不足的問題。但是，增壓階段的鋁液補(bǔ)縮與料餅厚度和增壓壓力有直接的關(guān)系，合適的料餅厚度與鑄造壓力才能形成內(nèi)部組 織致密的鑄件，因此，可以懷疑縮孔是由鑄造壓力偏低和料餅偏薄而導(dǎo)致的。前期鑄件縮孔的對策分為兩個：①鑄造壓力由之前的65MPa提高至90MPa；②料餅厚度有原來的25 mm調(diào)整為30 mm。采用上述措施后，經(jīng)過小批量專流驗(yàn)證，縮孔率由5%減低為4.8%，效果不明顯，說明工藝參數(shù)不是引起鑄件縮孔的主因。中期分析及對策：由于引起鑄件縮孔的本質(zhì)原因是鋁液凝固時(shí)補(bǔ)縮不足而導(dǎo)致，而模具溫度分布不均容易導(dǎo)致鋁液凝固順序不合理，從而補(bǔ)縮不足，因此，中期對策分析主要從確保合理的模具溫度入手。由產(chǎn)品3D模型可知，鑄件縮孔處壁厚為22.6mm，壁厚較大，容易引起較高的模具溫度。鋁液凝固時(shí)，壁厚較大鑄件內(nèi)部鋁液由于溫度較高，尚處于液相或者固液混合相，而此時(shí)內(nèi)澆口進(jìn)行補(bǔ)縮的通道可能已經(jīng)凝固。這樣，在增壓階段鑄件無法進(jìn)行鋁液補(bǔ)縮，從而有形成縮孔的可能。為確保合適的模具溫度，采用熱成像儀測得脫模劑噴涂后模具*高溫度為272℃（見圖3），高于正常的模具噴涂后溫度，其他區(qū)域模具溫度及其分布整體正常。因此，需要降低縮孔處模溫。另外，測得此處冷卻水孔底部距離模具型腔表面距離較大為20 mm，因?yàn)檩^大的熱傳遞距離會降低模具的冷卻效果，所以需要對冷卻水孔進(jìn)行更改。為降低縮孔處模具溫度，主要采取3個方法：①改善模具冷卻系統(tǒng)。將縮孔附件的冷卻水孔深度加深，由距模具表面20 mm變成12 mm，以此快速帶走附近模具熱量，降低模溫；將所有模具冷卻水管與水管統(tǒng)一編號，一一對應(yīng)，防止模具保全時(shí)裝錯，影響冷卻效果[5，6]。②降低澆注溫度，由675℃變?yōu)?45℃。③延長縮孔處模具噴涂時(shí)間，由2 s變成3 s。實(shí)施上述整改措施后，縮孔區(qū)域模具噴涂后溫度大幅度降低，約為200℃，屬于正常范圍?？s孔率有4.8%降低到4%，說明此類措施對縮孔具有一定效果，但不能徹底解決此區(qū)域的縮孔問題。后期分析及對策：通過前面兩次改善，基本保證壓鑄模具處于理論上的合理狀態(tài)，即澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、冷卻系統(tǒng)布置合適，工藝參數(shù)設(shè)計(jì)*優(yōu)。然而，鑄件縮孔率仍有4%之多。鑄件縮孔處壁厚為22.6 mm，遠(yuǎn)大于其他部位的壁厚，較大的壁厚可能引起鑄件中心凝固時(shí)補(bǔ)縮不足，增壓結(jié)束后此區(qū)域還沒有完全凝固,繼續(xù)收縮產(chǎn)生縮孔[7~10]，模流分析見圖4。因此，如何解決鑄件縮孔處的補(bǔ)縮不足，也許才是問題的關(guān)鍵。一般來講，鑄件的補(bǔ)縮時(shí)通過料餅→澆道→內(nèi)澆口→鑄件這條路徑進(jìn)行的。由于鑄件厚大部位后于內(nèi)澆口凝固，切斷了增壓后期的補(bǔ)縮通道，因此無法補(bǔ)縮。

         輪圈，是輪胎內(nèi)廓支撐輪胎的圓桶形的、中心裝在軸上的金屬部件。二、按材質(zhì)分類：輪圈按照材料主要分為鐵輪圈和輕合金輪圈，而輕合金輪轂又以鋁合金與鎂合金產(chǎn)品為主。在今天的汽車市場中，鐵制輪圈已不多見，大多數(shù)車型使用的都是鋁合金輪圈，鋁車輪。制造鋁制輪圈所使用的鋁合金材料包括A356、6061等。其中，A356被鑄造鋁制輪圈大量選用。A356鋁合金具有比重小，耐侵蝕性好等特點(diǎn)，主要由鋁、硅、鎂、鐵、錳、鋅、銅、鈦等金屬元素組成，鋁占92%左右，是一種技術(shù)成熟的鋁合金材料。制造鋁合金輪圈的原材料A356鋁錠↑↑三、鋁合金輪圈生產(chǎn)工藝：鋁合金輪圈比鋼輪圈更適合乘用車，目前其制造工藝基本可分為三種， 種是鑄造，目前大多數(shù)汽車廠商都選擇使用鑄造工藝。第二種是鍛造，多用于高端跑車、高性能車以及高端改裝市場。第三種較為特別，是*先由日本Enkei公司投入使用的MAT旋壓技術(shù)，目前此技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用不如前兩種多。1、重力鑄造法：重力鑄造簡單的說，主要是靠鋁水自身的重力來沖填鑄模，是一種較為早期的鑄造方法。該法成本低、工序簡單且生產(chǎn)效率高，然而，澆注過程中夾雜物易卷入鑄件，有時(shí)還會卷入氣體，形成氣孔缺陷。重力鑄造生產(chǎn)的輪圈易產(chǎn)生縮孔縮松且內(nèi)部質(zhì)量較差，此外，鋁液流動性的限制也有可能導(dǎo)致造型復(fù)雜的輪轂良品率低。因此，汽車輪圈制造業(yè)已經(jīng)很少使用該工藝了。2、低壓鑄造法：低壓鑄造是鋁液在壓力作用下充入模具，在有壓力的情況下進(jìn)行凝固結(jié)晶的工藝。同樣的情況下，與重力鑄造相比，低壓鑄造輪轂內(nèi)部組 織更為密實(shí)，強(qiáng)度更高。此外，低壓鑄造利用壓力充型和補(bǔ)充，極大簡化澆冒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使金屬液收得率可達(dá)90%。目前低壓鑄造已成為鋁輪圈生產(chǎn)的 工藝，國內(nèi)多數(shù)鋁合金輪圈制造企業(yè)都采用此工藝生產(chǎn)。但低壓鑄造法也有其缺點(diǎn)：鑄造時(shí)間較長，加料、換模具耗時(shí)長，設(shè)備投資多等。 3、鍛造法：熱鍛（Hot forging）→RM鍛造（RM forging）→冷旋壓（Cold spinning）→熱處理（Heat treatment）→機(jī)加工（Machine work）→噴丸處理（Shot blast）→表面處理（Surface finishing）鍛造是固體到固體的變化，通過拍、壓、鍛等手段來形成輪轂樣式，這個過程不會發(fā)生液相變化，都是固體變化。所以它的力學(xué)性能比鑄造要高，具有強(qiáng)度高、抗蝕性好、尺寸精 確等優(yōu)點(diǎn)。晶粒流向與受力的方向一致，因此強(qiáng)度、韌性與疲勞強(qiáng)度均顯著優(yōu)于鑄造鋁輪圈。同時(shí)，鍛造鋁輪轂的典型伸長率為12%~17%，因而能很好的吸收道路的震動和應(yīng)力。另外，鍛造鋁輪圈表面無氣孔，因而具有很好的表面處理能力。但是，鍛造鋁輪圈的*大缺點(diǎn)是生產(chǎn)工序多，生產(chǎn)成本比鑄造的高得多。雖然鍛造輪圈的性能更好，但汽車廠商在大部分車輛上還是主要使用鑄造輪圈，只有少部分豪華車配備鍛造輪圈。不過國內(nèi)輪圈制造龍頭企業(yè)中戴卡已成功進(jìn)入乘用車鍛造輪圈生產(chǎn)線并將鍛造輪圈的成本壓縮到了千元，并已經(jīng)開始作為原配輪圈供應(yīng)國內(nèi)合資廠。4、擠壓鑄造法：擠壓鑄造也稱為液態(tài)模鍛，是集鑄造和鍛造特點(diǎn)于一體的工藝方法——將一定量的金屬液體直接澆入敞開的金屬型內(nèi)，通過沖頭以一定的壓力作用于液體金屬上，使之充填、成形和結(jié)晶凝固，并在結(jié)晶過程中產(chǎn)生一定量的塑性變形。優(yōu)點(diǎn)：充型平穩(wěn)，金屬直接在壓力下結(jié)晶凝固，所以鑄件不會產(chǎn)生氣孔、縮孔和縮松等鑄造缺陷，且組 織致密，機(jī)械性能比低壓鑄造件高且投資大大低于低壓鑄造法。缺點(diǎn)：與傳統(tǒng)鍛造產(chǎn)品一樣，需要銑削加工來完成輪輻的造型。日本已有相當(dāng)部分的汽車鋁輪轂采用擠壓鑄造工藝生產(chǎn)，從澆注金屬液到取出鑄件整個過程都由計(jì)算機(jī)來控制，自動化程度非常高。目前世界各國都把擠壓鑄造作為汽車鋁輪圈生產(chǎn)的方向之一。5、特種成型：旋壓技術(shù)：旋壓技術(shù)*先在日本投入使用，嚴(yán)格而言還應(yīng)算是鑄造中的一種，指的是在輪圈整體鑄造出型后再利用專用設(shè)備對受力處進(jìn)行旋轉(zhuǎn)加壓處理，使得被處理位置金屬內(nèi)部分子排列發(fā)生改變，具體的分割面相比起一般鑄造產(chǎn)品呈現(xiàn)密度更高的纖維狀，從而改變整體金屬力學(xué)的工藝方法。旋壓技術(shù)制造的輪圈的質(zhì)量、強(qiáng)度、延伸性等特性都已接近于鍛造輪圈，且現(xiàn)對于鍛造輪圈來說，更易生產(chǎn)?？偟膩碚f，MAT旋壓技術(shù)既可相對保證輪轂制造成本，同時(shí)還可使鑄造輪圈打造出與鍛造輪圈相近的重量和強(qiáng)度。只是國內(nèi)技術(shù)不成熟，成本較高，故應(yīng)用不多。