铝合金压铸的技术要求包括哪些方面

单靠调整工艺参数无法有效解决模具内浇口冲蚀的问题，因为首先要保证铸件成形并符合质量要求，需要一定的速度进行充填。内浇口冲蚀多数是铝液在内浇口的速度过快所致，所以适当降低内浇口的速度可以解决一定的问题，如果压铸机压射端的空打速度能达到6~7米/秒的话，可以适当加大内浇口的面积，增大进浇的流量而达到充填成型的要求，降低充填的速度。还有，在满足产品成型要求的前提下，尽量降低铝液的温度。

压铸工艺就是利用机器、模具和合金等三大要素，将压力、速度及时间统一的过程。用于金属热加工，压力的存在是压铸工艺区别其他铸造方法的主要特点.。压力铸造是近代金属加工工艺中发展较快的一种少无切削的特种铸造方法。它是将熔融金属在高压高速下充填铸型，并在高压下结晶凝固形成铸件的过程。高压高速是压力铸造的主要特征。常用的压力为数十兆帕，填充速度（内浇口速度）约为16～80米/秒，金属液填充模具型腔的时间极短，约为0.01～0.2秒。由于用这种方法生产产品具有生产效率高，工序简单，铸件公差等级较高，表面粗糙度好，机械强度大，可以省去大量的机械加工工序和设备，节约原材料等优点，所以现已成为我国铸造业中的一个重要组成部分。

压铸工艺是将压铸机、压铸模和合金三大要素有机地组合而加以综合运用的过程。而压铸时金属按填充型腔的过程，是将压力、速度、温度以及时间等工艺因素得到统一的过程。同时，这些工艺因素又相互影响，相互制约，并且相辅相成。只有正确选择和调整这些因素，使之协调一致，才能获得预期的结果。因此，在压铸过程中不仅要重视铸件结构的工艺性，压铸模的先进性，压铸机性能和结构优良性，压铸合金选用的适应性和熔炼工艺的规范性；更应重视压力、温度和时间等工艺参数对铸件质量的重要作用。在压铸过程中应重视对这些参数进行有效的控制。

摘要：铝合金支座压铸生产中存在工艺性能差、模具寿命低、成品率和生产效率低等问题。基于实际生产中存在的问

题，本设计在对该产品压铸工艺分析的基础上，对压铸模具进行了设计。采用液压抽芯机构来完成四个方向的抽芯动

作，并在其中一个大型芯上开设了溢流槽和冷却水道；深孔型芯部位采用螺旋式不拆模更换型芯的结构。改进设计的

模具在实际生产中，克服了冷隔缺陷，提高了生产效率。

关键词：压铸工艺；铝合金；模具设计；液压抽芯

近年来，铝合金压铸产品以其低密度、高强度等

优点在汽车、电器、通讯等领域得到广泛应用。随着

技术难题的不断解决，新设备的不断出现，压铸成型

将以独特的优点在制造业中得到高速发展。

本设计以铝合金支座为设计对象，针对该产品在

生产中出现的问题，根据铝合金压铸成型的特点，在

分析其结构的基础上，提出该产品压铸模具的设计方

案，并进行模具设计。

1支座压铸件的结构分析

图1给出了铝合金支座的3D产品图。从其结构

分析可知，该压铸件主要特征如下：形状复杂，壁厚

不均匀，最大壁厚6.8

mm，最小壁厚0.75

mm；四个

方向都需要抽芯机构；两侧对称分布一深孔（盲孔），

孔径约4.2

mm，深度约30

mm，拔模斜度为1°。生产

中存在两侧深孔小型芯易断芯、充型不完全等问题。

2压铸工艺参数的确定

确定压铸工艺参数如下：

（1）材料根据客户要求，选择A413铝合金；

（2）压射比压由于产品密封性高，结构复杂且

壁厚不均，选较高的压力为100

MPa；

（3）内浇口速度根据铝合金压铸件性能指标，

取内浇口速度为55

m/s；

（4）填充时间根据平均壁厚，取0.1

s。

铝合金压铸产品铸造缺陷产生原因及处理办法1 表面铸造缺陷1.1 拉伤(1)特征：①沿开模方向铸件表面呈线条状的拉伤痕迹，有一定深度，严重时为整面拉伤；②金属液与模具表面粘和，导致铸件表面缺料。(2)产生原因：①模具型腔表面有损伤；②出模方向无斜度或斜度过小；③顶出不平衡；④模具松动：⑤浇铸温度过高或过低，模具温度过高导致合金液粘附；⑥脱模剂使用效果不好：⑦铝合金成分含铁量低于O．8％；⑧冷却时间过长或过短。(3)处理方法：①修理模具表面损伤；②修正斜度，提高模具表面光洁度；③调整顶杆，使顶出力平衡；④紧固模具；⑤控制合理的浇铸温度和模具温度1 80-250。；⑥更换脱模剂：⑦调整铝合金含铁量；⑧调整冷却时间；⑨修改内浇口，改变铝液方向。‘，1．2 气泡(1)特征：铸件表面有米粒大小的隆起表皮下形成的空洞.(2)产生原因 ①合金液在压室充满度过低，易产生卷气，压射速度过高；②模具排气不良；③熔液未除气，熔炼温度过高；④模温过高，金属凝固时间不够，强度不够，而过早开模顶出铸件，受压气体膨胀起来；⑤脱模剂太多；⑥内浇口开设不良，充填方向交接。(3)处理方法①改小压室直径，提高金属液充满度；②延长压射时间，降低第一阶段压射速度，改变低速与高速压射切换点；③降低模温，保持热平衡；④增设排气槽、溢流槽，充分排气，及时清除排气槽上的油污、废料；⑤调整熔炼工艺，进行除气处理；⑥留模时间适当延长：⑦减少脱模剂用量。1．3 裂纹 特征：①铸件表面有呈直线状或波浪形的纹路，狭小而长，在外力作用下有发展趋势；②冷裂隙开裂处金属没被氧化；③热裂一开裂处金属已被氧化。产生原因：①合金中铁含量过高或硅含量过高；②合釜有害杂质的含量过高，降低了合金的塑性；③铝硅铜合金含锌量过高或含铜量过低；④模具，特别是模腔整体温度太低；⑤铸件壁厚、薄存有剧烈变化之处收缩受阻，尖角位形成应力；⑥留模时间过长，应力大；⑦顶出时受力不均匀。(3)处理方法：①正确控制合金成分，在某些情况下可在合金中加纯铝锭以降低合金中含镁量或铝合金中加铝硅中间合金以提高硅含量；②改变铸件结构，加角，改变出模斜度，减少壁厚差；③变更或增加顶出位置，使顶出受力均匀；④缩短开模及抽芯时间提高模温，保持模具热平衡。1．4 变形 (1)特征：①整体变形或局部变形；②压铸件几何形状图纸不符.(2)产生原因：①铸件结构不良；②开模过早，铸件刚性不够③顶杆设置不当，顶出时受力不均；④进浇口位当或浇口厚度太厚，切除浇口时容易变形；⑤由具局部表面粗糙造成阻力大，产品顶出时变形；于模具局部温度过高，产品未完全固化，顶出时力大，引起产品变形o (3)处理办法： ①改进铸件结构；②合理调整保压和开模日③合理设置顶出位置及顶杆数量，最好用4根，开阔的地方；④改变浇口位置，使浇口有一个点，减小浇口厚度，以能保证产品的铸造质量为准这样切除浇口时产品就不容易变形；⑤加强模面处理，减少脱模阻力；⑥对局部模具温度进行亏控制，保持模具热平衡。1．5 流痕、花纹(1)特征： 铸件表面上有与金属液流动方向一致的条纹有明显可见的与金属基体颜色不一样的无方向性的纹路，无发展趋势。(2)产生原因：①首先进入型腔的金属液形成一个极薄的而又不完全的金属层后，被后来的金属液所弥补而留下的痕迹；②模温过低，模温不均匀：③内浇道截面积过小及位置不当产生喷溅；④作用于金属液的压力不足；⑤花纹：涂料用量过多。(3)处理方法：①提高金属液温度620％～650℃；②提高模温，保持200~C~250"(2的热平衡；⑧加厚内浇道截面积改变进口位置；④调整充填速度及压射时间行程长度；⑤选用合适的涂料及调整对比浓度用量。1．6 冷隔(1)特征压铸件表面有明显的、不规则的、下陷线性纹路(有穿透与不穿透两种)形状细小而狭长，有的交接边缘光滑，在外力作用下有发展的可能。(2)产生原因： ①两股金属流相互对接，但未完全熔合而又无夹杂存在其间，两股金属结合力很薄弱；②浇注温度或压铸模温度偏低；③选择合金不当，流动性差；④浇道位置不对或流路过长；⑤填充速度低，压射比压低。 (3)处理方法： ①适当提高浇注温度和模具温度；②提高压射比压，缩短填充时间；③提高压射速度，同时加大内浇口截面积；④改善排气、填充条件；⑤正确选用合金，提高合金流动性o1．7 变色、斑点(1)特征：铸件表面上呈现出不同的颜色及斑点。(2)产生原因： ①不合适的脱模剂；②脱模剂用量过多，局部堆积；③含有石墨的润滑剂中的石墨落入铸件表层；④模温过低，金属液温度过低导致不规则的凝固引起。 (3)处理方法： ①更换优质脱模剂；②严格喷涂量及喷涂操作；③控制模温，保持热平衡；④控制金属液温度。1．8 网状毛翅(1)特征：压铸件表面上有网状发丝一样凸起或凹陷的痕迹，随压铸次数增加而不断扩大和延伸。(2)产生原因： ①压铸模型腔表面龟裂；②压铸模材质不当或热处理工艺不正确；③压铸模冷热温差变化大；④浇注温度过高；⑤压铸模预热不足；⑥型腔表面粗糙。(3)处理方法： ①正确选用压铸模具材料及热处理工艺；②浇注温度不宜过高，尤其是高熔点合金；③模具预热要充分；④模具完成制造后进行低温长时效处理或对表面进行化学氧化处理；⑤打磨成型部分表面，减少表面粗糙度Ra值，Ra0．8～Ra0．4；⑥合理选择模具冷却方法；⑦避免对模具表面的强冷却。1．9 IEI陷 (1)特征：铸件平滑表面上出现凹陷部位。(2)产生原因：①铸件壁厚相差太大，凹陷多产生在厚壁处；②模具局部过热，过热部分凝固慢；③压射比压低；④由模具高温引起型腔气体排不出，被压缩在型腔表面与金属液界面之间o(3)处理方法：①铸件壁厚设计尽量均匀；②模具局部冷却调整；③提高压射比压；④改善型腔排气条件。1．1 O 欠铸 (1)特征：铸件表面有浇不足部位；轮廓不清。 (2)产生原因： ①流动性差原因；②合金液吸气、氧化夹杂物，含铁量高，使其质量差而降低流动性；③浇注温度低或模温低；④充填条件不良；⑤比压过低；⑥卷入气体过多，型腔的背压变高，充型受阻；⑦操作不良，喷涂料过度，涂料堆积，气体挥发不掉。(3)处理方法：①提高合金液质量；②提高浇注温度或模具温度；③提高比压、充填速度；④改善浇注系统金属液的导流方式，在欠铸部位加开溢流槽、排气槽；⑤检查压铸机能力是否足够。1．11 毛刺飞边(1)特征：压铸件在分型面边缘上出现金属薄片。(2)产生原因：①锁模不够；②压射速度过高，形成压力冲击峰过高；③分型面上杂物未清理干净；④模具强度不够造成变形；⑤镶块、滑块磨损与分型不平齐。(3)处理方法：①检查合模力和增压情况，调整压铸工艺参数；②清洁型腔及分型面；③修整模具；④最好是采用闭合压射结束时间控制系统，可实现无飞边压铸.