汽车变速器壳体的浸渗工艺验证

汽车变速器壳体的浸渗工艺验证

翁科侠 ,蒋立强 ,张东亮

宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司（浙江宁波315300）

摘要：浸渗是近几十年来发展成熟并广泛用于铸件补漏的新技术。本文介绍了变速器铝压铸壳体引入浸渗工艺前需进行的验证及适合壳体浸渗的标准。

关键词：浸渗液；油品兼容性；浸渗标准

Abstract:Infiltration is a new technology which has matured in recent decades and is widely used in casting leakage repair. This paper introduces the verification before the infiltration process is introduced into the aluminum die-casting shell of transmission and the standards suitable for the infiltration of the shell.

Key words:infiltration liquid; Oil compatibility; Infiltration standard

据中汽协预测，2022年中国汽车总销量为2680万辆。其中，乘用车销量2350辆，商用车销量330万辆，新能源汽车销量为670万辆，是名副其实的汽车生产大国。我司作为汽车核心零部件变速器的供应商，生产工作如火如荼的进行。但变速器壳的合格率却一直提不上来，合格率最低时仅为10%左右。因为此款变速器壳集成了高压油道，高压油道的试漏压力较高，试漏不合格的壳体占总体不良的90%以上。因为壳体的合格率问题，已影响了工厂变速器的保供。公司急需一种工艺方案来解决此问题，所以浸渗技术工艺提到议事日程。

一、浸渗原理及浸渗剂的选择

浸渗技术是近几十年来发展成熟的，并广泛用于铸件补漏的新技术。它的原理是将浸渗液压入材料孔隙中，然后固化堵塞孔隙。特别适用于因气孔、疏松而渗漏的承压铸件。浸渗液分为无机和有机两类。无机浸渗液以加入添加物的水玻璃溶液为主,有机浸渗液主要有笨乙烯树脂和甲基丙烯酸脂。笨乙烯树脂由于粘度大,难以填充细微孔；燃点低，易燃、易爆；产生挥发性有毒物质等原因，现已很少使用。目前常用的是水玻璃和甲基丙烯酸酯两种。但无机浸渗液因一次浸渗合格率较低，固化时间长，不易清洗，具有腐蚀性等问题，并不适合大批量处理铝压铸件。因此，我司与供应商沟通后，选择了一款代号为8693的有机浸渗液（表1）。

表1基本性能参数表

二、浸渗液油品兼容性验证

确定了浸渗液牌号，考虑到变速器中有变速器油的存在，担心浸渗液在极端环境下与变速器油产生反应，导致壳体再次泄露，需对浸渗液进行油品兼容试验。

1.试验目的

验证浸渗液胶棒浸沉在变速器油中，在120℃高温下老化14天，测试变速箱油液性能及胶棒性能。验证用浸渗液浸渗后泄露等级为0的粉末冶金环, 浸沉在变速器油液中，在120℃高温下老化14天，测试粉末冶金环泄露等级。

2.试验方法

制备4个完好无裂纹、大小合适的浸渗液胶棒，分别测量其硬度、质量。制备10个已经浸渗过的粉末冶金测试环，测试泄露等级，挑选5个泄露等级为0的粉末冶金测试环。将胶棒和粉末冶金测试环置于容器中，将变速器油倒入直至液面完全淹没胶棒，完成后将容器放入高温试验箱中。设置温度为120℃，温度达到120℃后保持14天，14天过后取出。冷却后清理胶棒和粉末冶金测试环表面油液，胶棒称重并测量硬度，粉末冶金测试环进行气密性检测，判断泄露等级。

3.试验数据（表2-5）

表2 试验前后硬度对比

表3 试验前后质量对比

表4 粉末冶金测试环试验前后泄露对比

表5 变速器油样试验前后性能对比

4.试验结论

（1）浸渗液胶棒在变速箱油液中120℃老化14天后，硬度损失率小于2%，硬度保持良好。（2）浸渗液胶棒在变速箱油液中120℃老化14天后，质量损失率在10%左右，质量损失率＜20%，质量保持良好。（3）粉末冶金测试环在变速箱油液中120℃老化14天后，泄露等级为0，无变化，浸渗液耐受性及密封性良好。（4）高温试验油样，较新油其粘度，酸值，清洁度有些许变化，但无明显劣化迹象。（5）综合以上4点，可判定浸渗液与此款变速器油品兼容。

三、浸渗工艺简介

汽车变速器壳体，目前基本是铝压铸工艺生产的。铝合金经过高压铸造后，其内部金属在压铸成型过程中广泛的存在气孔和收缩孔。壳体表面经过机械加工后，部分气孔和收缩孔形成贯穿孔，从而造成壳体气密检测不合格。浸渗就是将铸件浸在浸渗液中，利用真空和加压的方法将浸渗液填充至铸件的细微孔，并用去离子水将铸件表面的浸渗液清洗干净，最后在热水中将浸渗液固化，从而达到堵孔的效果。浸渗工艺的基本流程：装罐浸渗→倾斜脱液→暴气清洗→回转清洗→固化→脱水→出料及清理→打刻浸渗标识

四、变速器壳体浸渗标准

根据行业通用经验，浸渗处理不适合＞0.5mm的细微孔，对于＞0.5mm的细微孔，浸渗合格率较低，经济效益差。考虑到工厂保供压力及生产效率，通过观察细微孔的大小或水试时铸件产生的气泡大小和产生气泡的连续性来判定铸件是否符合浸渗的要求是不太现实的。还是得转换为气密测试的泄露标准来判定铸件是否符合浸渗标准。因为缺少浸渗变速器壳的相关经验，需对变速器壳的泄露标准进行验证（表6）。

表6 变速器壳泄露标准验证

1.试验方法

此款变速器壳一共有A/B/C/D 4个高压油道。试漏时出于效率考虑A/C油道一起试漏，B/D油道一起试漏。挑选两台高压油道泄露的变速器壳，浸渗后进行第一次试漏，阀体耐久后再进行第二次试漏，观测其试漏数据的变化。阀体耐久：我司验证变速器阀体在台架上的性能状态。包括充油时间，保压测试，压力测试，流量冷却测试等。若壳体高压油道发生泄露，就无法保压，试验无法继续。

2.试验数据（表7）

表7 试验数据表

3.试验结论

（1）浸渗前油道泄露的壳体浸渗后复测泄漏量都小于泄露标准20CC，浸渗对壳体泄露有明显改善。（2）浸渗前油道泄露超过200CC的壳体，耐久后复测泄漏量超过了泄露标准20CC。（3）浸渗前油道泄露小于100CC的壳体，耐久后复测泄漏量小于泄露标准20CC。（4）综合以上3点，制定壳体浸渗标准：初次试漏油道泄露小于100CC的壳体允许浸渗，且最多只能浸渗一次。

五、结语

（1）浸渗技术是对变速器壳渗漏进行补救的好方法，可以大大降低废品损失。据统计，自从引入浸渗工艺，浸渗后的壳体合格率可达到95%~97%，为壳体保供做出巨大贡献。（2）变速器壳引入浸渗工艺需对油品兼容性作充分验证，未充分验证就引入浸渗会导致变速器清洁度问题及壳体渗油问题。

参考文献：

[1]《铝合金铸件浸渗》(HB/Z 220.7-92).

[2]张书轩.铝合金铸件浸渗工艺探讨[M].科学技术出版社,2019.

【作者简介】翁科侠（1995.10-），男，汉族，浙江宁波市人，本科学历，宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司助理工程师，主要研究方向：汽车变速器壳体研究。