李建偉
焦作萬方鋁業(yè)股份有限公司

摘要　在大面積薄壁鋁合金件壓鑄過程中，由于鑄件大面積薄壁的特點(diǎn)，工藝參數(shù)的較小變化和模具結(jié)構(gòu)的不合理，使產(chǎn)品產(chǎn)生諸如成形不良、翹曲變形、冷隔和裂紋等壓鑄缺陷。以一個(gè)典型的大面積薄壁壓鑄件為例，通過對(duì)工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)的分析，探討了壓鑄件缺陷產(chǎn)生的原因，并提出了相應(yīng)的對(duì)策。
關(guān)鍵詞 薄壁；壓鑄件；缺陷分析；對(duì)策　
鋁合金壓鑄生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到大面積薄壁產(chǎn)品，這些產(chǎn)品由于其大面積薄壁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，生產(chǎn)中容易出現(xiàn)較多壓鑄缺陷，降低合格率。從壓鑄工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)方面分析了壓鑄缺陷產(chǎn)生的原因，并找出了消除缺陷的對(duì)策。
１　大面積薄壁壓鑄件的主要壓鑄缺陷
圖１為出口（ＥＸＩＴ）指示燈箱體壓鑄件，是典型的大面積薄壁壓鑄件。該壓鑄件為戶外使用，內(nèi)部安裝ＬＥＤ照明電子元器件，根據(jù)現(xiàn)場安裝位置，從箱體任一側(cè)面現(xiàn)場打孔進(jìn)行安裝，除４個(gè)側(cè)面安裝部

位厚度為３．０ｍｍ外，其余要求厚度≤２．５ｍｍ（按照壓鑄工藝設(shè)計(jì)，此產(chǎn)品厚度正常值應(yīng)該在２．５～４．０ｍｍ之間），平面度≤１．２ｍｍ，其主要尺寸見圖２。

對(duì)于大面積薄壁壓鑄件，壓鑄時(shí)鋁合金熔體在模具型腔噴射充型后即被迅速降溫，流動(dòng)性變得較差，加之壓鑄壓力、保壓時(shí)間、噴射速度、模具的澆口、排氣孔與溢流槽分布等諸多因素的影響，生產(chǎn)中出現(xiàn)較多缺陷，主要壓鑄缺陷見表１。

２　壓鑄缺陷的原因分析與對(duì)策
該壓鑄件剛開始生產(chǎn)時(shí)，合格率僅為２０％左右，通過改 進(jìn) 模 具 結(jié) 構(gòu)，優(yōu) 化 工 藝 參 數(shù)，使 合 格 率 上 升 到９５％，具體情況見表２。

２．１　澆不足
２．１．１　原因分析
主要原因是鋁合金熔體的流動(dòng)性差，涉及到熔體的溫度、壓鑄壓力、模具的預(yù)熱溫度、壓鑄時(shí)間、保壓時(shí)間、澆注系統(tǒng)，排氣和溢流槽等諸多方面。
２．１．２　對(duì)策及效果
（１）保持合適的鋁合金澆注溫度
　經(jīng)過摸索，澆注溫度為（６８０±１５）℃時(shí)效果最好。
（２）選用合模力適中的壓鑄機(jī)
　原設(shè)計(jì)選用５０００ｋＮ冷室壓鑄機(jī)，成形不好，改用６５００ｋＮ壓鑄機(jī)后，成形有較大改善。
（３）模具預(yù)熱溫度
　控制在（２３０±２０）℃范圍內(nèi)，不能＞３５０℃，否則會(huì)在壓鑄時(shí)由于模具溫度太高而引起模具再回火，也不能＜１５０ ℃，否則模具容易開裂?？上炔捎靡夯瘹饣鹧鏄岊A(yù)熱到２００℃左右，再進(jìn)行預(yù)熱性壓鑄，利用鋁液的高溫加熱模具，待模溫穩(wěn)定后再進(jìn)行批量生產(chǎn)。
　　（４）優(yōu)化壓鑄工藝參數(shù)
　壓射速度取為５ｍ／ｓ，充填時(shí)間取為０．０１２ｓ，保壓時(shí)間取為１．５ｓ，壓射力取為５５０ｋＮ時(shí)，壓鑄件品質(zhì)良好，滿足了生產(chǎn)要求。
（５）改善澆注系統(tǒng)　
澆口位置的選擇和導(dǎo)流形狀不當(dāng)，將導(dǎo)致金屬液進(jìn)入型腔產(chǎn)生正面撞擊和產(chǎn)生渦流，降低壓射速度，氣體被卷入金屬流中。排氣孔太細(xì)太少，易被堵死，氣體不易排出，壓鑄成形不良。該鑄件澆注系統(tǒng)修改前（見圖３）和澆注系統(tǒng)修改后（見圖４）結(jié)構(gòu)很不相同。澆道由扇形澆道修改為 “Ｔ”形澆道，由２個(gè)寬澆口改為５個(gè)窄澆口，增加了噴射速度。排氣孔與溢流槽同時(shí)增加，澆口的正面增加了排氣孔與溢流槽，兩側(cè)面也增加了排氣孔與溢流槽，使熔體的流動(dòng)和氣體排放更加順暢。
２．２　翹曲變形
２．２．１　原因分析
影響壓鑄件翹曲變形的因素主要有澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)與頂出系統(tǒng)等。從澆口到鑄件流動(dòng)末端的流動(dòng)時(shí)間越短，翹曲變形就會(huì)越少；如果只使用一個(gè)澆口，因直徑方向上的收縮率大于圓周方向上的收縮率，成形后的鑄件會(huì)產(chǎn)生扭曲變形。在壓鑄過程中，鑄件冷卻速度的不均勻也將形成鑄件收縮的不均勻，這種收縮差別導(dǎo)致彎曲力矩的產(chǎn)生而使鑄件發(fā)生翹曲，因此，模具上冷卻水孔的布置很重要。要保證型腔、型芯的冷卻溫度趨于平衡，兩者的溫差不能太大。頂出系統(tǒng)的布置直接影響壓鑄件的變形，如果頂出系統(tǒng)布置不平衡，將造成頂出力的不平衡而使壓鑄件變形，在設(shè)計(jì)頂出系統(tǒng)時(shí)應(yīng)力求與脫模阻力相平衡。