在汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)鑄件和粉末冶金件中，微孔的存在將導(dǎo)致滲漏，影響汽車(chē)的動(dòng)力性能，本文介紹的浸滲技術(shù)對(duì)各類(lèi)承壓鑄件可起到致密化和無(wú)滲漏的作用，對(duì)提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益起著重要的作用。 

鑄件的微孔與浸滲 

      微孔的產(chǎn)生和影響 

      氣孔是出現(xiàn)在材料中的一種現(xiàn)象，特別是金屬零件在鑄造過(guò)程中常出現(xiàn)：由液態(tài)向固態(tài)變化過(guò)程中時(shí)體積變化而產(chǎn)生的收縮氣孔；不充分的壓力狀態(tài)導(dǎo)致表面或內(nèi)部產(chǎn)生的液流孔；由模具中出現(xiàn)的各種各樣氣體截留而造成的氣孔等。其中一些難以被肉眼發(fā)現(xiàn)的微細(xì)孔隙或缺陷若被氣體或者液體滲透，會(huì)造成鑄件壁滲漏或表面缺陷，使零件在使用過(guò)程中喪失應(yīng)有的功能，影響產(chǎn)品的性能；機(jī)加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪音，加速刀具的磨損；縮短鑄件使用壽命。另外，廢品率的提高又影響了成本節(jié)約。微孔現(xiàn)象也普遍存在于粉末冶金制造過(guò)程中。 

      鑄件浸滲 

      鑄件浸滲，就是將穩(wěn)定且柔韌的密封材料填充鑄件所有的微孔及互聯(lián)氣隙（浸滲可以覆蓋萬(wàn)分之一mm至0.5mm大小的微孔），使被浸滲后的部分對(duì)熱、油、化學(xué)物品或其它外部影響（如振動(dòng)）有抵抗力，獲得高質(zhì)量的表面處理。浸滲過(guò)程不會(huì)導(dǎo)致已經(jīng)過(guò)表面處理及其它加工工序部件的外形尺寸的改變，或?qū)ζ溆腥魏蔚奈廴荆⒖煽s短生產(chǎn)時(shí)間，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少浪費(fèi)，是針對(duì)微孔的一種永久性解決且節(jié)約成本的最佳方案。目前，浸滲技術(shù)已被廣泛應(yīng)用，成為汽車(chē)零件鑄造過(guò)程中不可或缺的工藝流程。 

      汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的典型浸滲鑄件如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、曲軸箱、進(jìn)氣歧管、油泵、油嘴、水泵、閥蓋、變速箱殼體、壓縮機(jī)等。浸滲處理能夠覆蓋直徑在萬(wàn)分之一毫米至0.5毫米的范圍的微孔，處理后的鑄件承壓能力能夠達(dá)到鑄件的破裂強(qiáng)度。 

      浸滲技術(shù) 

      浸滲技術(shù)主要包括三大要素：密封劑、設(shè)備、工藝流程。 

      密封劑 

      浸滲密封劑的性能直接影響浸滲的效果。傳統(tǒng)的浸滲密封劑，如硅酸鈉（又稱(chēng)水玻璃）價(jià)格便宜，但性能不好――溫度變化時(shí)，容易脆裂，且因粘度高，附著在部件表面，浪費(fèi)嚴(yán)重，另外，生產(chǎn)周期過(guò)長(zhǎng)；聚酯，有較好的密封效果和良好的耐化學(xué)腐蝕性，但含有毒素及有害溶劑，不易生產(chǎn)。這兩種密封劑已逐漸被更有效、使用環(huán)境更友好的高質(zhì)量密封劑所取代。英國(guó)Ultraseal國(guó)際公司提供完整的浸滲技術(shù)已經(jīng)有30多年的經(jīng)驗(yàn)，包括高質(zhì)量的密封劑、現(xiàn)代化的浸滲設(shè)備以及獨(dú)特且專(zhuān)業(yè)的浸滲服務(wù)。其率先開(kāi)發(fā)出商用甲基丙烯酸鹽密封劑，1970年又推出質(zhì)量更高的PC504/66密封劑，1987年開(kāi)發(fā)出可再循環(huán)密封劑Ultraseal MX2。Ultraseal開(kāi)發(fā)的Sinterseal 100特別適用于粉末冶金件。 

      甲基丙烯酸鹽PC504/66密封劑在加熱條件下進(jìn)行固化，在聚合時(shí)以其低收縮率提供突出的微孔填充能力，與此同時(shí)，其低粘度幫助密封劑快速而深入地滲透到微孔內(nèi)部。固化后的密封劑在-50℃至200℃的范圍內(nèi)都能正常發(fā)揮效能。經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，PC504/66密封劑已成為優(yōu)質(zhì)、高效、穩(wěn)定、環(huán)保的浸滲密封劑，并通過(guò)美國(guó)軍事標(biāo)準(zhǔn)MIL-I-17563C級(jí)別1至3級(jí)認(rèn)證，是航空航天、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)浸滲處理的首選密封劑。 

設(shè)備 

真空浸滲所需的基本設(shè)備主要有：真空浸滲缸、回收浸滲劑缸、冷水清洗缸、熱水固化缸等。 

真空浸滲工藝流程 

零件的浸滲方法有很多種，其中真空浸滲是汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)鑄件最常用的一種浸滲工藝方法，主要流程有：微孔預(yù)處理、注入密封劑、清除過(guò)剩密封劑、固化密封劑四個(gè)步驟（見(jiàn)圖2）。 

微孔預(yù)處理：清洗待浸滲工件，然后真空干燥； 

注入密封劑：在盛有預(yù)處理后工件的罐中注入密封劑，密封劑通過(guò)10Mbar真空滲入工件微孔； 

清除過(guò)剩密封劑：排空后用冷水清洗過(guò)剩的密封劑； 

固化密封劑：將工件浸入90℃至95℃的熱水中，10分鐘后微孔中的密封劑固化。 

根據(jù)客戶(hù)的要求，浸滲可在鑄件機(jī)械加工之前或之后完成，粉末冶金件應(yīng)在燒結(jié)之后其他加工之前進(jìn)行。對(duì)精度和氣密性要求較高的動(dòng)力系鑄件，美國(guó)豐田、本田及韓國(guó)大宇等汽車(chē)制造廠商要求在機(jī)加工之前全都進(jìn)行浸滲處理，這樣可以改善鑄件機(jī)械加工性能，延長(zhǎng)刀具壽命，確保產(chǎn)品質(zhì)量。 

代化的浸滲處理工藝 

      傳統(tǒng)浸滲處理的缺點(diǎn)是：工藝流程周期長(zhǎng)，使生產(chǎn)延遲，并產(chǎn)生大量的在制品；使用大負(fù)荷的靜態(tài)容器，筐式包裝，勞動(dòng)密集型，并污染零部件；會(huì)產(chǎn)生大量廢水，須安排在位置偏遠(yuǎn)處進(jìn)行?，F(xiàn)代化的浸滲處理工藝的設(shè)計(jì)焦點(diǎn)是：更快并一致性的生產(chǎn)周期；采用生產(chǎn)整合系統(tǒng)；改進(jìn)零部件預(yù)處理工藝；不污染零部件；減少?gòu)U液；能識(shí)別生產(chǎn)率的提高。因此，目前的浸滲設(shè)備已經(jīng)采用自動(dòng)化操作，包括整個(gè)浸滲過(guò)程也是自動(dòng)化控制。Ultraseal公司采用旋轉(zhuǎn)預(yù)處理方式，其特點(diǎn)是：縮短周期（Ultraseal公司的真空浸滲系統(tǒng)每小時(shí)可完成3至5批零件的處理）、更有效的排水、采用過(guò)濾的解決方案、固化周期中傳熱效果更好，從而優(yōu)化了浸滲流程，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)（最少的在制品），零部件預(yù)處理良好，在工廠使用時(shí)無(wú)污染。 

浸滲成本分析 

對(duì)鑄造后的氣缸體毛坯件，最普遍的方法是：在機(jī)加工前進(jìn)行風(fēng)化處理；風(fēng)化處理后的氣缸體必須進(jìn)行質(zhì)量方面的滲漏檢驗(yàn)；如有明顯滲漏，則氣缸報(bào)廢；如細(xì)微滲漏可以采用浸滲處理。每個(gè)氣缸的浸滲成本大約為6至8美元。以一個(gè)重約20至30公斤的V6鋁制氣缸體為例，若作浸滲處理，其成本效益分析如下(見(jiàn)表一)。 

顯然，經(jīng)過(guò)浸滲處理后的氣缸體質(zhì)量得到提升，并降低了成本，提高生產(chǎn)率，因此浸滲技術(shù)是鑄件微孔問(wèn)題的徹底解決方案。