壓鑄鋁合金制件的質量控制

張起飛，蔣玲

中信戴卡股份有限公司

壓鑄鋁合金制件的質量控制

張起飛，蔣玲

中信戴卡股份有限公司

本文主要探討了關于壓鑄鋁合金制件原材料的質量控制，旨在提高鋁合金鑄件的質量和產品合格率。在壓力鑄造廣泛應用的今天，鋁合金鑄件同樣因其強大的優勢備受汽車行業的重視，這就更需要進行合理的質量控制。

壓鑄；鋁合金制件；質量控制

隨著金屬鑄造業的不斷發展，各種新技術和新材料不斷應用其中，誕生了各種各樣的產品，這些產品體積小巧，使用輕便，而且大多采取了壓力鑄造的方法進行生產。壓力鑄造的優勢很多，其所生產出的產品不僅質量有保證，而且效率很高，應用領域十分廣泛。采用鋁合金材料的壓鑄件具有良好的應用前景，尤其在汽車配件中的應用十分頻繁。基于壓鑄法的優勢，鑄件的質量也因此而被許多人重視。不過，由于鑄件的質量會受到壓鑄生產過程中的各種因素影響，如果控制不到位，就會產生殘次品。

1、關于壓鑄鋁合金制件原材料的質量控制

對于鋁合金鑄件而言，為了提高其質量，就需要提高生產的合格率。原材料是根本，因此應該作為質量控制的頭等大事。在選擇原材料的時候，要嚴格把關質量，采用抽樣檢查的方式，測定其合金主要元素的化學成分，并進行相應的驗收。

一般來講，鐵在合金組織中如果含量過多，會大大影響鑄件的質量，因為其會導致鑄件產生裂紋，可塑性大大下降。不過，如果鐵元素含量太少，就會導致鑄件產生粘膜、脫模困難等問題，因此必須要合理控制鐵含量。在壓鑄件中還要高度重視銅的含量，適當提高銅的含量，可以提高合金流動性，提高鑄件強度和硬度。如果銅含量過高，也會導致鑄件的可塑性下降，產生熱裂紋的可能性較高，也不利于后續加工，所以也要控制銅的含量。在壓鑄件中，含量恰當的錳可以使合金中的鐵變為細密的晶體形狀，減少鐵對合金的不利影響。適當控制錳含量很有必要，因為，錳含量如果超標，就可能會引起偏析問題，所以保持在合理范圍之內可以提高鑄件的可塑性。鋅可以提高合金流動性與切削加工性，含量不宜過高，否則會導致鑄件產生裂紋。硅可以提高鋁合金在高溫下的造型，控制好硅的含量可以進一步提高鑄件的性能，否則會導致鑄件的加工效果不良。此外，料頭、邊皮等原材料也需要高度重視。尤其是需要回爐的材料要進行嚴格的控制和清理，使其能夠進行二次利用，不會污染新的材料。回爐料與新材料的配比不能超過三分之一，否則會影響壓鑄件的質量。

2、模具設計制造

2.1 內澆口和溢流槽

關于內澆口的設計，要注意其截面尺寸，因為這樣才能保證合金熔融具有一定的流量、流速和壓力。除了截面尺寸之外，壓鑄機壓力和沖頭速度也會影響到這些內容。從理論角度來講，如果內澆口的截面尺寸較寬，厚度較小，那么在速度較高的前提下，合金的壓力和填充速度都會有保證，確保壓鑄件的質量。在實際應用中，由于內澆口截面沒有改變，如果僅憑提高壓力和速度，并不會帶來太好的效果，因此，在設計之前，必須要根據鑄件的形狀對內澆口進行設計，為了進一步改善內澆口的設計，可以結合試模的實際情況。

對于一些復雜、尺寸較大的制件，在設計的時候要注意避免金屬溶液在流動的時候形成漩渦，避免氣孔等缺陷的產生，因此，需要設計出溢流槽，將其與排氣槽配合使用，就可以增強排氣效果。

2.2 排氣槽

排氣槽無疑是設計的重點。在進行壓鑄生產時，金屬溶液需要流入型腔之中，相應的氣體也會隨之進入，從而阻礙金屬溶液正常流動，受到阻礙的金屬溶液無法充分流動，必然會影響到其結晶效果，留下鑄件氣孔等質量缺陷。對于需加工成形的鑄件表面，其加工和不加工時的表面截然不同。未加工的時候并不能發現什么問題，一旦加工之后，表面就會有許多氣孔，意味著鑄件為殘次品。重視排氣槽的設計，才能減少內部氣孔，提高鑄件質量和合格率。

2.2.1 根據鑄件形狀設計排氣槽

新的模具在使用的時候，會由于內部部件的磨合有限，可能會導致在高溫的狀態下由于排期間隙縮小而引發排氣不順暢，影響產品的質量。因此，要根據鑄件的形狀設計排氣槽，并注意排氣間隙的合理設置。盡量多設置一些排氣槽，不要將間隙留存太大，否則會導致模具工作期間引起合金溶液四處噴射的現象。合理的排氣槽間隙厚度不要超過0.20毫米。

2.2.2 利用模具的分型面和型芯

為了盡快排除氣體，使其不會影響金屬溶液的正常結晶，要善于利用模具的分型面、型芯等配合零件的配合間隙對氣體進行排除。在分型面上設計不同形式的排氣槽，保證型芯與零件的配合間隙處于較大的狀態之下。

2.3 型腔與模具材料

進行型腔設計的時候，需要考慮到鋁合金材料的熔點。在溫度較高的情況下，會影響金屬的流動性，還會對型腔造成腐蝕和破壞，不容易脫模，因此設計的時候必須要注意增加抜模角度、過渡圓角半徑和型腔的表面粗糙度值。

選擇模具材料的時候，要根據不同零件的要求選擇相應的材料，并配備恰當的熱處理工藝。比如，型腔和型芯的材料最好能夠選擇熱穩定性較好的材料。在進行模具制作時，要注重模具的熱處理與精加工。

熱處理要考慮到型腔和型芯零件。為了防止產品出現裂紋等質量缺陷，一般可采用保守的工藝方法進行處理，不過，這樣就會縮短模具的使用壽命，因為新的模具可能會在工作不長時間后其表面就會出現裂縫，增加模具的維護費用。因此，如果將工藝進行改進，就可以提高模具的使用壽命。

3、模具溫度的控制

在冷模的時候進行壓鑄生產，鑄件就可能會有很多缺陷，這些缺陷將影響鑄件的質量。因此要進行模具溫度的控制。將溫度調高，調到一定程度后，再進行壓鑄生產，這樣就可以大大減少鑄件的缺陷。不過，溫度絕對不能調的太高，這樣會導致不容易脫模，產生嚴重的熱裂紋，影響鑄件表面質量和模具的使用壽命。

模具型腔所形成的溫度與其自身的散熱性能有很大的關系，同時，鑄件的形狀也會關系到型腔溫度。對型腔的溫度開展測量時，要選擇散熱部位一般的地方，這樣才能測定出比較準確的溫度。

4、結束語

綜上所述，為了提高鋁合金鑄件的質量，需要重視壓鑄工藝的應用，并做好合理的質量控制，這樣才能減少質量的缺陷，提高鑄件合格率。在現有的設備條件下，如何提高壓鑄件的質量，依然是需要我們認真思考的問題。

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