對鋁缸體(tǐ)一(yī)類輕質材料的零件進行浸滲處理(lǐ)，可有效減少工件廢品率，使其質量得到明顯提升，并且在确保産品質量的前提下(xià)，有效降低(dī)制造成本，提高生(shēng)産效率。 

發動機輕量化(huà)及浸滲處理(lǐ)的提出 

輕量化(huà)已成為(wèi)當代汽車業界的一(yī)種趨勢，這(zhè)主要是由世界範圍内對環保和節能(néng)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，意味着汽車的耗油量和排污量降低(dī)。因此，減輕汽車自重，是提高汽車的節能(néng)性和環保性最有效的辦法。發動機作(zuò)為(wèi)汽車最為(wèi)關(guān)鍵的大總成，降低(dī)它的重量對降低(dī)汽車自重至關(guān)重要。 

從技術角度講，實現(xiàn)輕量化(huà)有多種途經，如(rú)整機結構優化(huà)、附件的模塊和輕量化(huà)等，但(dàn)是采用塑料、鋁合金(jīn)和鎂合金(jīn)一(yī)類輕質材料替代鑄鐵等傳統材料則是當前降低(dī)發動機重量的主要方式。事(shì)實上(shàng)，鋁合金(jīn)廣泛用于發動機氣缸蓋、進氣歧管，以及水泵殼、機油泵殼等較小零件已有多年，而企業采用鋁合金(jīn)氣缸體(tǐ)的情況近十年來(lái)也(yě)越來(lái)越多。不過相比鑄鐵，鋁鑄件在鑄造過程中，由于晶體(tǐ)形成、收縮和氣體(tǐ)吸收的原因，更容易産生(shēng)内部疏松、縮孔及氣孔等缺陷，這(zhè)些(xiē)含有缺陷的鑄件在經過機加工後，表面緻密層區域被去掉，從而使内部的組織缺陷暴露出來(lái)。對于上(shàng)述那些(xiē)在發動機中有密封性要求的鋁鑄件，在經過生(shēng)産線上(shàng)的洩漏檢測工序時(shí)，會因為(wèi)缺陷微孔的存在導緻滲漏過大而産生(shēng)廢品，有時(shí)甚至是批量的。由于這(zhè)些(xiē)情況都是在經曆了(le)多道機加工後才能(néng)被發現(xiàn)，因此還将造成工時(shí)、原材料和能(néng)源的嚴重浪費。由此可見，為(wèi)了(le)解決鋁鑄件廢品率高的問題，生(shēng)産中要采取一(yī)定的處理(lǐ)措施，目前使用最普遍的技術是浸滲處理(lǐ)，即堵漏。所謂“浸滲”，就(jiù)是在一(yī)定條件下(xià)把浸滲劑滲透到鋁鑄件的微孔隙中，經過固化(huà)後使滲入孔隙中的填料與鑄件孔隙内壁連成一(yī)體(tǐ)，堵住微孔，使零件能(néng)滿足加壓、防滲及防漏等使用要求的一(yī)種工藝技術。 

真空加壓浸滲工藝 

目前，國内外在鋁鑄件生(shēng)産中，普遍采取的是真空加壓浸滲法。這(zhè)項工藝主要在真空壓力罐中進行，按工藝流程可分(fēn)為(wèi)前處理(lǐ)、浸滲處理(lǐ)和後處理(lǐ)三個(gè)階段。其各個(gè)步驟主要包括：前處理(lǐ)也(yě)稱微孔預處理(lǐ)，主要是對鑄件做脫脂、清洗，再經幹燥後以備下(xià)一(yī)道工序所用；實施浸滲處理(lǐ)的第一(yī)步是将工件置于盛籃中，然後将盛籃置于浸滲罐中；将浸滲罐抽真空，以除去部件孔隙中的氣體(tǐ)；将密封膠從儲液箱輸送至浸滲罐，并淹沒仍處于真空下(xià)的部件；再次将浸滲罐抽真空，以除去密封膠中的氣體(tǐ)；釋放(fàng)真空并用壓縮空氣對浸滲罐加壓，這(zhè)有助于推動密封膠進入孔隙；釋放(fàng)壓力，将密封膠輸回儲液箱；後處理(lǐ)主要是移走部件，甩幹、沖洗并完成固化(huà)等操作(zuò)。 
前處理(lǐ)的主要目的在于去除零件表面的油污、金(jīn)屬碎屑和灰塵，提高浸滲質量，防止油污及機械雜質帶入浸滲液中影響滲透力和粘結力。常用的脫脂方法有溶劑脫脂、堿液脫脂及電化(huà)學脫脂。鑄件在上(shàng)述脫脂清洗後取出，經熱水漂洗再在80～90 ℃下(xià)烘幹，為(wèi)提高浸透效果，并防止大量水分(fēn)進入真空泵，清洗後的烘幹非常重要。 
浸滲處理(lǐ)是将經前處理(lǐ)的工件裝入浸滲罐密封抽真空，以充分(fēn)排除罐内及鑄件孔隙處的空氣和微塵，為(wèi)浸滲劑的填充和滲透創造壓差動力條件。然後，利用罐内負壓吸入浸滲劑，再次抽真空。第二次抽真空的目的在于，排出罐内浸滲液中的氣體(tǐ)，防止溶有氣體(tǐ)的浸滲液滲入鑄件微孔缺陷中去，以避免固化(huà)時(shí)氣孔的産生(shēng)影響密封性能(néng)。最後加壓，使已充填和滲入鑄件孔隙内部的浸滲劑進一(yī)步向缺陷各個(gè)部位最深處滲透。浸滲劑是由無機或有機物配制而成的液态物質，目前應用較多的甲基丙烯酸鹽PC504/66密封劑在加熱條件下(xià)進行固化(huà)，在聚合時(shí)以其低(dī)收縮率提供突出的微孔填充能(néng)力，與此同時(shí)，其低(dī)粘度幫助密封劑快(kuài)速而深入地滲透到微孔内部。固化(huà)後的密封劑在-50～200 ℃的範圍内都能(néng)正常發揮效能(néng)。 

後處理(lǐ)是将工件滴幹、清洗并放(fàng)人(rén)固化(huà)爐中固化(huà)，使進入鑄件孔隙的浸滲劑由液态向固态轉變，形成堅實的固化(huà)膜。固化(huà)溫度一(yī)般設定為(wèi)80～90 ℃，或在室溫（25 ℃以上(shàng)）下(xià)放(fàng)置24 h。如(rú)鑄件在300 ℃以上(shàng)條件使用，宜先在80 ℃溫度下(xià)固化(huà)2 h，接着在110 ℃溫度下(xià)繼續固化(huà)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(shēng)産過程的哪個(gè)環節進行浸滲，不同的生(shēng)産廠和不同種類的工件則有着很大的差别。少數企業會對所有制造精度和氣密性要求較高的動力總成類零件統一(yī)作(zuò)出這(zhè)樣的規定：此類零件在機加工之前，即尚處于鑄件狀态時(shí)就(jiù)得全部進行浸滲處理(lǐ)，以達到改善鑄件性能(néng)、延長機加工時(shí)的刀具壽命及确保産品質量的目的。但(dàn)是，絕大多數工廠還是會根據不同種類零件采取不同的做法，一(yī)般來(lái)說(shuō)，對于少數關(guān)鍵零件，如(rú)發動機中的鋁缸體(tǐ)，通常要求在處于鑄件狀态時(shí)就(jiù)全部進行浸滲處理(lǐ)，然後再送主機廠。至于在主機廠生(shēng)産線的某道工序之後，再按照一(yī)定的準則對部分(fēn)工件進行浸滲，則取決于主機廠的制造工藝。 

對于多數零件，一(yī)般并不要求它們在鑄件狀态時(shí)就(jiù)全部進行浸滲處理(lǐ)，而是采取在生(shēng)産過程的某道工序之後，根據實際情況再執行浸滲工藝的方案。也(yě)就(jiù)是當經過若幹道機加工工序後的零件被證實其某些(xiē)部位的洩漏檢測值介于規定區間(jiān)時(shí)，就(jiù)隻對這(zhè)部分(fēn)剔出的工件進行浸滲。大多數情況下(xià)被剔出工件的比例是很低(dī)的（大緻在1%～２%），但(dàn)當這(zhè)一(yī)比例超過某個(gè)界限時(shí)（視(shì)具體(tǐ)情況而定），主機廠将會要求毛坯廠必須對鑄件全部進行浸滲處理(lǐ)。 

還有一(yī)些(xiē)零件由于結構等方面的原因，在主機廠的制造工藝中并無列入需要進行浸滲處理(lǐ)的規定。對那些(xiē)洩漏檢測結果超差的工件，無論實測值為(wèi)多大，一(yī)律采取直接報(bào)廢的做法。不過，若洩漏值超差工件所占比例達到一(yī)定程度時(shí)，主機廠也(yě)會提出對全部鑄件毛坯進行浸滲處理(lǐ)的要求。 

那麽，到底在何處進行浸滲處理(lǐ)的實際操作(zuò)呢(ne)？國内外的普遍做法是由獨立的、專業的企業來(lái)承擔。這(zhè)樣不僅效率高，易于保證質量，而且對總成廠來(lái)講，成本相對也(yě)低(dī)些(xiē)。但(dàn)是也(yě)有少數批量大、生(shēng)産節奏快(kuài)且對産品質量要求較高的發動機廠，會在車間(jiān)辟出一(yī)個(gè)封閉的區域，讓上(shàng)述那種從事(shì)浸滲處理(lǐ)的專業廠在裏面建一(yī)條較為(wèi)單一(yī)、高效且機械化(huà)程度較高的浸滲生(shēng)産線，其地位相當于車間(jiān)的一(yī)個(gè)工段。當然，這(zhè)個(gè)“工段”的開動率相比一(yī)般的生(shēng)産線要低(dī)。 

執行浸滲處理(lǐ)工件的多重界定 

衆所周知，缸體(tǐ)作(zuò)為(wèi)發動機的主體(tǐ)，是其中體(tǐ)積最大、份量最重的零件，當選用鋁合金(jīn)材料時(shí)，其降低(dī)一(yī)半左右的重量對發動機的輕量化(huà)意義也(yě)最大。但(dàn)鑒于缸體(tǐ)的結構複雜，機加工的工序較多，因此相比發動機中其他鋁鑄件，鋁缸體(tǐ)在鑄造成形過程中産生(shēng)内部缺陷的機率也(yě)較大，故如(rú)何規範、高效地通過采用浸滲工藝以确保其質量也(yě)最受企業關(guān)注。下(xià)面，以鋁缸體(tǐ)為(wèi)例，進一(yī)步對需要執行浸滲處理(lǐ)工件的界定、認可問題，通過一(yī)個(gè)有代表性的案例予以說(shuō)明。某現(xiàn)代化(huà)轎車發動機廠裏一(yī)條新(xīn)建鋁缸體(tǐ)機加工生(shēng)産線，工件在進入中間(jiān)清洗工位之前，已經完成了(le)全部粗加工工序。而在執行下(xià)一(yī)道安裝主軸承蓋以及之後的各道精加工工序之前，設置了(le)一(yī)個(gè)密封測試工位。該工位除了(le)對鋁缸體(tǐ)的低(dī)壓油道、水道和高壓油道進行洩漏檢測，以檢驗它們的密封性外，也(yě)相當于設立了(le)一(yī)道關(guān)口，根據測得的洩漏值來(lái)決定是否需要對這(zhè)個(gè)鋁缸體(tǐ)實施浸滲處理(lǐ)。 

對工件而言，所設定的甄别界限共有兩項：第一(yī)項是被檢部位的洩漏率，以低(dī)壓油道為(wèi)例，其洩漏率界限為(wèi)30 CC/min；第二項甄别界限是以這(zhè)個(gè)被檢部位為(wèi)對象，判别該鋁缸體(tǐ)雖然存在洩漏，但(dàn)是否有通過浸滲處理(lǐ)進行補救的可能(néng)和必要。仍以低(dī)壓油道為(wèi)例，表指出了(le)其為(wèi)500 CC/min。鑒于此，當經過中間(jiān)清洗工序後的鋁缸體(tǐ)，沿輸送滾道進入密封測試工位，若測得的該工件三項洩漏值中有任一(yī)項低(dī)于表給出的對應甄别界限、即洩漏率，則将被判為(wèi)合格，之後流入下(xià)道工序。但(dàn)隻要存在實際測得的洩漏值中任意一(yī)項超過其洩漏率，但(dàn)又小于報(bào)廢界限的情況，以表中的低(dī)壓油道為(wèi)例，該範圍介于30～500CC/min之間(jiān)，此時(shí)的鋁缸體(tǐ)即作(zuò)為(wèi)需要取出進行浸滲處理(lǐ)的工件來(lái)對待，由滾道反向送出，再由人(rén)工取下(xià)送走。至于極少數測得的洩漏值已達到甚至大于表中報(bào)廢界限的工件，将經由輸送滾道流出。上(shàng)述檢測、甄别及分(fēn)流的過程，是借助密封測試工位裏的機器(qì)人(rén)來(lái)執行完成的。 

縱上(shàng)所述，鋁缸體(tǐ)一(yī)類零件在經過浸滲處理(lǐ)後，不僅減少了(le)廢品率，使其質量得到明顯提升，而且降低(dī)了(le)在确保質量前提下(xià)的制造成本，并有效提高了(le)生(shēng)産率。因此，在當代汽車發動機業界日益趨向輕量化(huà)方向發展的過程中，科學、合理(lǐ)地運用浸滲技術是徹底解決鋁合金(jīn)等輕質材料鑄件内在問題（如(rú)微孔等缺陷）的一(yī)種最佳方案。