一种汽车发动机端盖铸件及制造方法

技术领域

本发明属于机械制造领域，具体涉及一种汽车发动机端盖铸件及制造方法。

背景技术

端盖是汽车发动机的关键部分，承载着轴承外圈的轴向定位。随着汽车制造领域轻量化的要求，以铝合金为主体的端盖成为端盖制造领域的发展趋势。铝合金端盖设计科学，防护等级更高，散热更优良，优化的薄壁结构在保证强度情况下减少了整个电机重量，实用性强。

铝合金材料虽然在轻量化方面占据优势，但是由于承受的强度有限，在轴承部分往往会由于因为发动机较强的转速导致损坏，因此在轴承部分会选择硬度较强的钢制材料进行结构加强，但是现有技术生产的两种材料结合的端盖往往会出现缝隙，后续的使用过程中会造成损坏。

发明内容

为解决上述技术问题，具体涉及一种汽车发动机端盖铸件及制造方法。

具体技术方案如下：

一种汽车发动机端盖铸件，其不同之处在于，所述汽车发动机端盖铸件包括：

端盖本体，所述端盖本体的中心开设有中心孔；

及

镶块，所述镶块镶嵌在所述中心孔处；

其中，所述端盖本体由ZL101A制造，所述镶块由Q235A制造。

进一步，所述汽车发动机端盖铸件由以下方法制造：

步骤S1:将所述镶块镶嵌在所述模具内；

步骤S2:经熔炼的铝合金铁水在模具内进行浇铸成型得到铸件粗品；

步骤S3:将所述铸件粗品进行热处理及喷丸处理。

所述步骤S1中，将所述镶块放入模具中前，将所述镶块在300℃～400℃的条件下烘烤不小于3h；

所述步骤S3中，所述热处理分为固溶处理阶段及人工时效阶段，所述固溶处理阶段中先采取530℃～540℃的固溶温度保温10小时～14小时，然后进行降温。

与现有技术相比，本发明采用上述两种材质进行制造，其强度利于后续机加工，且结合紧密无缝隙。

由上述汽车发动机端盖铸件制造的汽车发动机端盖。

包括上述汽车发动机端盖的电机或汽车。

制造上述汽车发动机端盖铸件的模具，其不同之处在于，所述模具包括：

相互配合的上模固定板与下模固定板；

连接在下模固定板上的浇杯；

与所述上模固定板连接的上半模，与所述下模固定板连接的下半模；

所述上半模与所述下半模均设有相互配合的型腔，所述下半模的型腔包括镶块镶嵌孔；

所述下半模还包括设置在所述下半模型腔上的流道，所述流道与所述浇杯连接，所述浇杯开设有浇冒口；

分布在所述型腔内部的温度监控装置；

及

分布在所述型腔内部的冷却装置；

所述型腔、所述流道及所述浇杯均喷涂有保温涂料。

进一步，所述保温涂料为395#保温涂料或103#保温涂料，所述型腔的保温涂料厚度为0.1mm～0.15mm，所述流道及所述浇杯的保温涂料的厚度为1mm～5mm。

采取上述进一步技术方案的有益效果在于：在浇铸模具中采用上述厚度范围的保温涂料可进一步提高产品的结合度。

进一步，所述保温涂料为395#保温涂料。

上述汽车发动机端盖铸件的制造方法，其不同之处在于，所述汽车发动机端盖铸件的制造方法包括：

步骤S1:将所述镶块镶嵌在所述模具内；

步骤S2:经熔炼的铝合金铁水在模具内进行浇铸成型得到铸件粗品；

步骤S3:将所述铸件粗品进行热处理及喷丸处理。

所述步骤S1中，将所述镶块放入模具中前，将所述镶块在300℃～400℃的条件下烘烤不小于3h；

所述步骤S3中，所述热处理分为固溶处理阶段及人工时效阶段，所述固溶处理阶段中先采取530℃～540℃的固溶温度保温10小时～14小时，然后进行降温。

与现有技术相比，本发明在浇铸之前将镶块进行烘烤，并在后续处理中采取严格的固溶保温处理措施，保证了铸件后续机加工的强度，提高了镶块本体与镶块的结合度。

进一步，所述步骤S1中，将所述镶块放入模具中前，将所述镶块在350℃的条件下烘烤。

进一步，所述步骤S2中，将所述上半模预热至440℃～480℃，所述下半模预热至430℃～470℃，所述铝合金铁水的温度为725℃～745℃，充型压力角为5°～15°，充型速度0.3m/s～0.5m/s。

进一步，所述步骤S2中，充型压力角为10°，充型速度为0.44m/s。

进一步，所述热处理分为固溶处理阶段及人工时效阶段，所述固溶处理阶段中采用60℃～100℃的水进行降温，所述人工时效阶段在室温条件下空冷不小于8h；所述喷丸处理中，钢丸直径为0.3mm～0.4mm。

进一步，所述固溶处理阶段采取530℃～540℃的固溶温度保温12小时，然后采用80℃的水进行降温。

采取上述进一步技术方案的有益效果在于：能进一步提高镶块本体与镶块的结合度。

一种端盖的制造方法，其不同之处在于，所述端盖的制造方法包括：

将上述端盖铸件进行机加工得到所述端盖。

附图说明

图1为端盖的结构图；

图2为端盖的剖面图；

图3为模具的结构示意图。

图4为上半模示意图；

图5为下半模示意图。

其中，端盖本体-A1，镶块-A2，上模固定板-B1，下模固定板-B2，浇杯-B3，上半模-B4，下半模-B5，型腔-B6，浇冒口-B301，流道-B501，镶块镶嵌孔-B502。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本实施例提供一种浇铸模具：

如图3～图5所示：浇铸模具包括相互配合的上模固定板B1与下模固定板B2，与上模固定板B1连接的上半模B4，与下模固定板连接B2的下半模B5，上半模B4与下半模B5均设有相互配合的型腔B6，连接在下模固定板B2上的浇杯B3。

下半模的型腔B6的中部包括镶块镶嵌孔B502，下半模还包括连接浇杯B3与下半模型腔的流道B501，浇杯开设有浇冒口B301，型腔B6内部分布有温度监控装置(图中未示出)及的冷却装置(图中未示出)；

型腔B6、流道B501及浇杯B3均喷涂有保温涂料，在本实施例中，保温涂料为395#保温涂料，所述型腔的保温涂料厚度为0.1mm～0.15mm，所述流道、所述冒口及所述浇杯的保温涂料的厚度为3mm。

实施例2

本实施例提供一种浇铸模具，其结构与实施例1相同，唯一不同的是，采用103#保温涂料，所述型腔的保温涂料厚度为0.1mm～0.15mm，所述流道、所述冒口及所述浇杯的保温涂料的厚度为2mm。

实施例3

本实施例提供一种浇铸模具，其结构与实施例1相同，唯一不同的是，采用395#保温涂料，所述型腔的保温涂料厚度为0.05mm～0.08mm。

实施例4

本实施例提供一种汽车发动机端盖及制造方法

如图1～2所示，汽车发动机端盖包括：端盖本体A1与镶块A2，端盖本体的中心开设有中心孔，镶块镶嵌在所述中心孔处；其中，所述端盖本体由ZL101A材质制造，镶块由Q235A材质制造。

制造的具体步骤如下：

步骤S1:将所述镶块镶嵌在所述模具内，将所述镶块放入模具中前，将所述镶块在350℃的条件下烘烤4h。

步骤S2:经熔炼的铝合金在模具内进行重力浇铸得到铸件粗品，将所述上半模预热至460℃，所述下半模预热至450℃，所述浇铸温度为735℃，充型压力角为10°，充型速度0.44m/s。

步骤S3:将所述铸件粗品进行热处理及喷丸处理得到端盖铸件，所述热处理分为固溶处理阶段及人工时效阶段，所述固溶处理阶段采取535℃的固溶温度保温12小时，然后采用80℃的水进行降温，所述人工时效阶段在室温条件下空冷10h；喷丸处理所用钢丸直径为0.3mm～0.4mm。

步骤S4：经过车削及钻孔攻丝得到端盖。

实施例5

本实施例提供一种汽车发动机端盖及制造方法

如图1～2所示，汽车发动机端盖包括：端盖本体A1与镶块A2，端盖本体的中心开设有中心孔，镶块镶嵌在所述中心孔处；其中，所述端盖本体由ZL101A材质制造，镶块由Q235A材质制造。

制造的具体步骤如下：

步骤S1:将所述镶块镶嵌在所述模具内，将所述镶块放入模具中前，将所述镶块在350℃的条件下烘烤3h。

步骤S2:将所述上半模预热至460℃，所述下半模预热至450℃，经熔炼的铝合金在模具内进行重力浇铸得到铸件粗品，所述浇铸温度为735℃，充型压力角为8°，充型速度0.4m/s。

步骤S3:将所述铸件粗品进行热处理及喷丸处理得到端盖铸件，所述热处理分为固溶处理阶段及人工时效阶段，所述固溶处理阶段采取530℃的固溶温度保温14小时，然后采用100℃的水进行降温，所述人工时效阶段在室温条件下空冷8h；喷丸处理所用钢丸直径为0.3mm～0.4mm。

步骤S4：经过车削及钻孔攻丝得到端盖。

实施例6

本实施例提供一种汽车发动机端盖及制造方法

如图1～2所示，汽车发动机端盖包括：端盖本体A1与镶块A2，端盖本体的中心开设有中心孔，镶块镶嵌在所述中心孔处；其中，所述端盖本体由ZL101A材质制造，镶块由Q235A材质制造。

制造的具体步骤如下：

步骤S1:将所述镶块镶嵌在所述模具内，将所述镶块放入模具中前，将所述镶块在300℃的条件下烘烤5h。

步骤S2:将所述上半模预热至460℃，所述下半模预热至450℃，经熔炼的铝合金在模具内进行重力浇铸得到铸件粗品，所述浇铸温度为730℃，充型压力角为12°，充型速度0.5m/s。

步骤S3:将所述铸件粗品进行热处理及喷丸处理得到端盖铸件，所述热处理分为固溶处理阶段及人工时效阶段，所述固溶处理阶段采取540℃的固溶温度保温10小时，然后采用60℃的水进行降温，所述人工时效阶段在室温条件下空冷12h，喷丸处理所用钢丸直径为0.3mm～0.4mm。

步骤S4：经过车削及钻孔攻丝得到端盖。

实施例7

本实施例提供一种汽车发动机端盖及制造方法

如图1～2所示，汽车发动机端盖包括：端盖本体A1与镶块A2，端盖本体的中心开设有中心孔，镶块镶嵌在所述中心孔处；其中，所述端盖本体由ZL101A材质制造，镶块由Q235A材质制造。

其制造方法与实施例4相同，但与实施例4不同的是，本实施例采用实施例2的浇铸模具进行制造。

实施例8

本实施例提供一种汽车发动机端盖及制造方法

如图1～2所示，汽车发动机端盖包括：端盖本体A1与镶块A2，端盖本体的中心开设有中心孔，镶块镶嵌在所述中心孔处；其中，所述端盖本体由ZL101A材质制造，镶块由Q235A材质制造。

其制造方法与实施例4相同，但与实施例4不同的是，本实施例采用实施例3的浇铸模具进行制造。

实施例9

本实施例提供一种汽车发动机端盖及制造方法

如图1～2所示，汽车发动机端盖包括：端盖本体A1与镶块A2，端盖本体的中心开设有中心孔，镶块镶嵌在所述中心孔处；其中，所述端盖本体由ZL101A材质制造，镶块由Q235A材质制造。

按实施例4步骤制造端盖，唯一不同的是，本实施例浇铸温度为700℃。

对比例1

本实施例提供一种汽车发动机端盖及制造方法

如图1～2所示，汽车发动机端盖包括：端盖本体A1与镶块A2，端盖本体的中心开设有中心孔，镶块镶嵌在所述中心孔处；其中，所述端盖本体由ZL101A材质制造，镶块由Q235A材质制造。

按实施例4步骤制造端盖，唯一不同的是，本实施例不对镶块进行烘烤。

对比例2

本实施例提供一种汽车发动机端盖及制造方法

如图1～2所示，汽车发动机端盖包括：端盖本体A1与镶块A2，端盖本体的中心开设有中心孔，镶块镶嵌在所述中心孔处；其中，所述端盖本体由ZL101A材质制造，镶块由Q235A材质制造。

按实施例4步骤制造端盖，唯一不同的是，本实施例镶块的烘烤温度为250℃，烘烤时间为5h。

对比例3

本实施例提供一种汽车发动机端盖及制造方法

如图1～2所示，汽车发动机端盖包括：端盖本体A1与镶块A2，端盖本体的中心开设有中心孔，镶块镶嵌在所述中心孔处；其中，所述端盖本体由ZL101A材质制造，镶块由Q235A材质制造。

按实施例4步骤制造端盖，唯一不同的是，本实施例镶块的烘烤温度为450℃，烘烤时间为3h。

对比例4

本实施例提供一种汽车发动机端盖及制造方法

如图1～2所示，汽车发动机端盖包括：端盖本体A1与镶块A2，端盖本体的中心开设有中心孔，镶块镶嵌在所述中心孔处；其中，所述端盖本体由ZL101A材质制造，镶块由Q235A材质制造。

按实施例4步骤制造端盖，唯一不同的是，热处理条件为在固溶处理阶段，保温时间改为6h。

实施例10

检测实施例4～9端盖及对比例1～4的端盖本体与镶块的结合度，检测结果如表1所示。

测试方法：

第一等级测试方法：观察铸件出炉情况；

第二等级测试方法：机加工之后表面缝隙

第三等级测试方法：对镶块和本体结合部位加压试漏。

经过上述三个等级的测试时候，如若本体与嵌件缝隙小于0.1mm，且试压不漏气，表面大面积缩孔则定为良品。

表1实施例4～9及对比例1～4端块的结合情况

对比例4中，由于铸件强度不够，在后续的机加工中，易变性，其次品率的产生便基于此。

从表1可以看出，采用本实施例工艺端盖的铸造工艺与对比例1相比，在铸件加工时，对镶块进行了烘烤，良品率提高至65％以上，而对比例1中，其产品大多无法第二等级的测试；与对比例2相比，本实施例端盖的铸造工艺由于在镶块的烘烤温度范围提高至300℃～400℃时，其良品率至少提升55％，而对比例2中，其产品大多无法第二等级的测试；与对比例3相比，本实施例端盖的铸造工艺由于在镶块的烘烤温度降低至300℃～400℃时，其良品率至少提升35％，而对比例3中，其产品大多无法第二等级的测试；与对比例4相比，本发明实施例对铸件粗品在进行后续的热处理时，其固溶保温时间提升至10h～14h，确保后续机加工的强度。

其次，发明人团队研究发现浇铸模具对铸件的影响较大，保温模具的型腔的保温涂料的厚度在0.1mm～0.15mm时，配合合理的浇铸工艺，有助于产品通过第三等级的测试，将良品率提高至70％及以上，而使用395#为保温涂料其良品率进一步提高。

将重力浇铸的参数控制如下：步骤S1中，镶块在350℃的条件下烘烤；步骤S2中，采用浇铸温度为735℃；步骤S3中，固溶温度保温12小时；其性能达到最优。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。