
Hydro汽車公司新的鑄件生產廠能夠生產出非常復雜的精密鑄件,例如新型V6柴油發動機的鋁合金缸體,因為他們擁有先進的鋁合金鑄造技術和自動化的設備。
Hydro汽車公司是國際上最大的鋁合金生產廠之一,他們新建的鑄件車間的最大特點是它的“平淡無奇”。從熔化了的鋁合金溶液中,參觀者什么特殊的地方都看不出來,之后,熔化了的鋁合金通過澆口被澆鑄到砂型的型腔中,砂箱在傳送帶上被運送到一個個鑄造工位,拆箱、清砂也完全沒有什么新奇的地方,唯一值得一提的可能只有他們幾乎完全自動化的生產了。
砂型鑄造工藝的本身的確看起來就是這樣的簡單,Hydro汽車公司鑄件車間的工程技術人員就是利用這樣看似簡單的技術和工藝每年生產著35萬件新型V6大功率柴油發動機的鋁合金缸體。這一缸體的用戶是戴姆勒-克萊斯勒公司,配備的是新型梅塞德斯-奔馳轎車和克萊斯勒轎車上的V6-CDI發動機。生產V6缸體的設備也可以生產V8缸體,只是目前還沒有V8缸體的生產合同。
自動化的鑄造
也許這種看起來非常原始的砂型鑄造工藝技術是生產高復雜性鑄件最合適的工藝技術,因為與壓力鑄造的鑄件相比,砂型鑄造的鑄件可以更加小巧玲瓏,而且砂型有著更高的承載能力,這為鑄件設計師提供了更多結構設計的自由度,因此,在砂型鑄造的缸體中可以鑄出油道和冷卻水道。
在Hydro汽車公司鑄件車間,全部組芯工作都實現了自動化,只有在少數特定的部位采用手工組芯。35個型芯被組合在一起,形成了一個完整的缸體型芯組,沒有沙子的空腔就構成了V6發動機的缸體空間。之后就是澆鑄和成型了。
熔化了的鋁合金從下向上通過砂型流道逐漸充滿整個型腔。為保證金屬溶液流動的暢通無阻,熔化了的鋁合金溶液首先圍繞著缸套流動,然后上升,逐步形成缸體,最后形成并冷卻的是缸體曲軸軸承部位,當然,這個部位有著很高的機械強度要求。當然,該工廠的制芯工藝技術保證了發動機缸體具有最好的機械性能。
在完成了缸體澆鑄后還需要進行熱處理。熱處理時,鋁合金鑄件在規定的溫度下被保溫4~6h,使鑄件內部形成所需要的微觀晶相組織結構。在這一保溫過程中,也可以將砂型中的粘接劑全部燒盡。最后散落下來的是無粘接劑的型砂,可以再次使用。
清理型砂、去毛刺、在CNC數控機床上的粗加工等,這些后續的工藝使整個鑄件生產最終有了一個圓滿的結局。最后,由質量檢驗員對鋁合金缸體進行外觀質量和X光抽樣檢查。
10年來,在Hydro汽車公司鑄件車間,正是采用這樣傳統的工藝,工人們大批量地生產福特和奧迪轎車四缸發動機的缸體和缸蓋,2005年的產量約為165萬件鑄件。從2006年年底起,他們也將開始四缸鋁合金柴油機缸體的大批量生產。
新型鑄造技術前景誘人
在這一新的鑄件生產車間中,Hydro汽車公司共投資了7600萬歐元,他們希望首先在鋁合金鑄件產品生產中投資并贏利,然后逐步達到新的熔煉生產能力。
當然,繼續投資興建新的鋁合金熔煉設備對于工廠的新任領導人Hendrik Brenig先生來講有著很好的前景,因為毫無疑問,汽車中鋁合金零部件的總重量將逐步增加。據有關專家分析,平均每輛車的鋁合金用量將從現在的120kg上升到2010年的130kg!除了鋁合金材料制造的發動機(尤其是大功率的柴油發動機)之外,越來越多的汽車結構件和外層板材將更多地采用輕結構設計,而鋁合金材料是被公認的最佳材料選擇。單就發動機而言,采用鋁合金制造的發動機缸體其總量將會達到50%左右。面對這些數字,如果抓住機遇,Hydro汽車公司鑄造廠的銷售收入將大幅增加。