摘要：探讨了压铸铝合金缸体、主轴承盖构成的总成零件泄漏的浸渗处理的可行性，分析认为：选择合适的浸渗工艺、浸渗剂和在允许浸渗条件内，经过漫渗处理的缸体总成零件可以满足产品和发动机的密封性要求。对于总成零件，物流控制、清洁度控制以及密封性控制是保证产品质量的关键。
关键词：铝合金；缸体总成；泄漏；浸渗处理
1前言
铝合金材料密度小、熔点低，加工性能好，其制成品壁薄，重量轻，外形美观，且具有较好的回收利用性，其回收生产过程所需的能量只占生产铝材初级产品所需能量的5％。因此，随着能源危机的不断发展，汽车上的许多铸铁部件已广泛被铝合金以及镁、锌等轻合金替代，尤其是铝合金用于生产汽车发动机缸体，这样，既可以节省材料和加工成本，还可以减少能源消耗，降低使用成本，提高社会综合经济效益。
为了满足发动机工作的特殊性要求，铝合金缸体、主轴承盖毛坯普遍采用高压铸造的方式进行生产，因此，孔洞类的缺陷是其不可避免的主要废品类型，而这些缺陷对发动机的密封性要求往往具有致命的影响。因此，为了提高铝合金缸体、主轴承盖毛坯的成品率，对铸件的缺陷进行修补是最好的手段，它在倡导节能减排的当今社会显得尤其重要。挽救因孔洞类缺陷造成零件泄漏的有效修补措施之一就是浸渗处理，即在一定条件下使浸渗剂渗透到零件的微孔隙中，永久性地封堵微孔，使零件能够满足气密性等使用要求的一种工艺技术。
虽然铸造毛坯件的缺陷渗补修复技术在国内外已得到一定范围的应用，但是对于加工后的成品直接进行渗补，特别是对承载热变负荷的发动机缸体，人们仍然存在疑问。轿车虽然已进入千家万户，但是，在当今仍属高档消费品，因此，人们要求轿车产品具有较长的使用寿命，优良的舒适性，高的可靠性。这样对铝合金缸体、主轴承盖成品的缺陷浸渗就显得尤其慎重，所以需要进一步研究与验证浸渗处理技术对加工后出现泄漏的产品零件修复的可行性与可靠性影响。
2铝合金缸体总成零件浸渗的可行性研究
铝合金缸体压铸技术国内引进比较晚，也就是最近5～8年的事，因此可以借鉴的经验不多。在铝合金缸体和主轴承盖批量生产初期，零件综合废品率最高达20％以上，其中泄漏是主要缺陷之一，这不仅产生大量的浪费，增加制造成本，而且还降低了生产线的利用率。缸体总成需要承载4种工作介质：燃烧高温气体、循环冷却水、高压润滑油、低压油气。缸体总成部件各通道泄漏特征如图l所示，缸体总成部件的密封性要求如表l所示。
为进一步探讨将浸渗技术推广到汽车产品零件上的可行性，我们做了以下试验研究工作：总成零件渗补条件确认，渗补剂的选用与验证，浸渗处理对螺栓拧紧的影响，浸渗过程质量控制等。
2．1浸渗工艺简介
真空浸渗工艺分为前处理、浸渗处理、后处理三个阶段。前处理是将工件脱脂、清洗、干燥，目的在于去除零件表面的油污、切屑、灰尘、水分等杂质，防止这些杂质被带人浸渗剂中影响其渗透力和粘结力，以提高浸渗质量。
浸渗处理是将经前处理的工件装入浸渗罐中密封抽真空，以充分排出罐内以及工件孔隙处的空气和微尘，为浸渗剂的渗透填充微孔创造条件，同时为浸渗剂的注入提供压差动力，即当罐内真空达到要求后，利用负压吸入浸渗剂，使浸渗剂完全淹没工件，关闭浸渗剂管路，对浸渗罐内进行加压使浸液剂进入微孔。
后处理是将工件滴干、清洗、钝化并放人固化炉中固化，微孔即被封堵。该工艺主要流程：清洗零件一抽真空排空微孔一加压使渗补剂进入微孔中一清除残胶一固化一检查一标识一储运或装配。
2．2浸渗剂的选择与验证
对浸渗剂要求：粘度小，渗透性强，无毒，不燃，无污染；固化操作简单、快速，体收缩小；圃化物密封效果好，化学稳定性好(耐油、水、酸、碱等)，耐温性能好等。
鉴于铝合金缸体、主轴承盖等零件在使用过程中不允许出现泄漏的问题，因此，需要确保经过渗补的产品不发生二次泄漏，渗补剂的选择就显得尤为重要。因此，外方母公司优先推荐渗补剂有：UL-TRASEAL的PCMS和ARMOURSEALM，IMP的IPM和IMP，LOXEAL的70／90。但是这些浸渗剂在国内的浸渗行业没有使用的经验。依据国内浸渗厂家的经验，他们推荐使用IMPREX95-A浸渗剂。IMPREX95-A浸渗剂是一种热固型浸渗剂，主要由甲基丙烯酸酯类单体的混合物组成，其固化机理是吸收一定的热能来引发单体的聚合反应，形成一种热固性塑料，填充孔隙。目前已具有成熟的工艺及使用经验，广泛应用于航空、化工等工业领域。为了进一步验证该渗补剂是否满足轿车产品使用环境要求的可行性与可靠性，我们将该渗补剂送到外方母公司，进行了老化试验(见表2所示)，试验结果表明，该浸渗剂符合产品技术规范。
2．3缸体总成零件允许浸渗的条件探讨与验证
在铸件技术标准中，外方母公司对缸体和主轴承盖的铸件毛坯的浸渗条件有明确的规定(如表3所示)。而对总成零件允许浸渗的条件并不明确。为了验证铸件毛坯的浸渗工艺能否被总成零件借鉴，又进行了以下试验验证工作。首先把零件按泄漏量逐一检验与记录，泄漏量按毛坯允许浸渗量下限开始至无穷大(超出量程)；这些零件按浸渗工艺流程做完浸渗处理后再做密封性检查，前后对比分析。试验结果表明，采用铸件毛坯的浸渗工艺，按照铸件毛坯的渗补条件进行控制，缸体总成零件的密封性的合格率达％。
为进一步验证渗补后的零件可靠性，先后做24辆份、48辆份缸体总成产品装机试验，对其各种螺栓拧紧力矩、涂胶密封性能进行检测跟踪，未发现该浸渗剂对产品螺栓拧紧、涂胶密封有不良影响。该两批次总成产品让步装车，继续跟踪路试及售后6个月、12个月的专项质量调查，均未发现泄漏质量问题。
从年4月至今，已对余件铝合金缸体泄漏零件(包括KD件和国产件)进行了浸渗处理，经密封性检测，合格率达98％以上。对于主轴承盖件泄漏零件进行了浸渗处理，经密封性检测，合格率达％。
3铝合金总成零件浸渗过程的质量控制
3．1浸渗供应商的选择与过程审核
按照本公司供应商以及二级供应商控制程序，一级供应商(铸件供应商)负责二级供应商(浸渗供应商)的选择，并向公司技术、质量部门提交以下文件审核：浸渗工艺流程、浸渗工艺控制计划以及浸渗供应商的技术、质量的评价。首先一级供应商对其所选择的浸渗供应商按照TS的质量管理要求做过程审核，将过程审核报告提交给公司技术、质量部门，技术、质量部门评价合格，安排小批量的试验工作。在小批试生产过程时，再由一级供应商牵头，公司技术、质量部门参与现场过程审核以及产品审核，只有得到公司技术、质量部门的书面许可，才能允许浸渗供应商按认可的工艺流程进行浸渗处理。
3．2缸体总成产品零件物流控制
按照《零件外委加工物流流程》以及《缸体、主轴承盖渗补验收检查作业指导书》的要求，对需要渗补的零件，做好防锈处理，使用专用包装容器，填写零件状态卡。出库、入库时质检、仓储、渗补厂三方签字确认，并建立清单；渗补厂质检员负责按照专用表格记录零件流水号以及渗补前后的泄漏量，对于渗补后泄漏检查合格零件，在零件上指定位置做好渗补标识。将渗补合格零件清洗烘干后进行防锈包装，填写状态卡，返回装配厂。经装配厂仓储工、质检员确认后，入库。
3．3缸体总成产品零件的清洁度控制
渗补后的零件外表面、内腔表面及螺栓孔内不允许有残留的树脂，否则，将影响零件的外观及装配。为了防止产品零件在浸渗、清洗、包装、物流过程对产品零件清洁度的影响，经渗补后的零件需要重新上加工线的清洗设备，按流程再次清洗，确保发动机的清洁度要求。
3．4缸体总成产品零件密封性控制
渗补后的零件泄漏量要符合产品技术规范，满足密封性要求。因此，对浸渗处理后的缸体、主轴承盖还必须进行％密封性试验。针对缸体、主轴承盖需要检测的部位不同，我们分别设计制作了不同的专用密封性检具，以便检查铝合金缸体的高压油道、低压回油道、水道的密封性；以及主轴承盖的低压回油道的密封性。
按照质量管理文件要求，经渗补的缸体总成在装配线再次做％发动机整体密封性检查。依据批次管理与跟踪调查结果，渗补后的缸体总成％符合发动机密封性能要求，没有发现泄漏现象。
4结论
(1)将铝合金缸体、主轴承盖铸件毛坯的浸渗技术条件移植到总成产品零件上是可行的。
(2)选择IMPREX95-A热固型浸渗剂作为对密封性要求高的铝合金缸体、主轴承盖成品零件的专用渗补剂是合适的，它具有可靠性高、操作简便、固化速度快等优点。
(3)做好物流管理，严格控制浸渗过程，以及严格控制总成零件的清洁度、密封性是确保浸渗后的产品零件符合产品技术规范的关键所在。
本文作者：李白军、王道勇、李云峰、朱国珍
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