铝合金大平面薄壁铸件的压铸_就上UG网

前言 随着科学技术的不断发展，铝合金仍然是世 界上压铸行业应用最广泛的的合金材料，铝合金 具有优良的流动性和气密性、较少的收缩率和热 裂倾向性，具有良好的力学性能、物理性能和耐 蚀性能。采用压铸工艺生产铝合金上盖板，同其 他铸造方法相比，压铸有很多有点。铸件表面光 洁美观，尺寸稳定，加工余量小，减少后续加工， 缩短生产周期，节约原材料，降低成本，组织致 密，具有较好的强度和硬度。市场对压铸产品的 要求也不断地趋向于轻量化、精密化、绿色化、 高效化。同时，也向着薄壁化、大形化方向发展。

1 铸件信息

该铸件是某通信公司的一个产品的上盖板， 外形如图 1：



该产品外形尺寸：442.04X275.56×8.4，大部 分壁厚只有 2.5mm，毛重 1024g。气密性要求： 1×ɸ1/ ɸ 20、5× ɸ 0.5/ ɸ 20，平面度要求 0.4。合 金凝固温度 640±20℃。需要满足的毛坯尺寸公差 标准 ISO 8062 CT6，铝合金的材料选择 EN AC46000(AISiCu3(Fe))。铸造缺陷有裂纹、变形、 气孔、拉伤。

2 铸件结构特点

1）机加面结构厚大，容易产生缩孔、缩松 等缺陷。 2）产品壁较薄，投影面积较大，成型收缩 严重吧，推杆出力稍微不平衡就会变形，达不到 平面度要求，同时模具温度很难达到平衡。

3 模具结构设计

1）压铸机选择 根据压铸件的投影面积压铸件比压估算可 选用 1250T 的伊之密压铸机。

2）分型面选择 根据产品形状结构和技术要求、浇注系统和 溢流槽系统的布置、压铸工艺条件、模具制造成 本、模具热平衡等因素。（图 2）



3）浇注系统的设计 浇注系统的作用主要是将金属液从压铸机 的喷嘴或者压室导入型腔内部，它是由直浇道、 横浇道、内浇口所组成。浇注系统设计时主要考 虑的内容如下： ① 压铸件的结构特点、尺寸精度、表面和 内部质量要求、承受负荷情况、耐压要求、加工基准面等进行分析。 ② 根据铸件的外形尺寸、复杂程度、铸件 重量、在分型面上的投影面积、合金种类等选择 相适应的浇注系统结构。

4）溢流槽和排气系统的设计 为了提高压铸件的质量，在金属液进入型腔的过程中，尽可能的将金属液中混有的气体、残 渣排出到外，转移缩孔、缩松、涡流转气和冷隔、 浇不足部位，溢流槽和排气系统起着重要的作 用。

4 压铸工艺参数的确定

工艺参数：生产中的过程工艺参数对产品质量和过程的稳定起到很关键的作用，主要的参数 有压射力、压射速度、快压射行程、温度以及保 压时间和留模时间。图 3 是对压铸过程压力状况 和合金液在各压力阶段的状态。



压射力：压射力是压铸机压射机构中推动压 射活塞运动的力，压射力越大，结晶越细，细晶 层增厚，由于填充特性改善，表面质量提高，气孔影响减轻，从而抗拉强度提高，但延伸率有所降低。

压射速度：压射冲头推动金属液移动时的速 度称为压射速度，而压射速度分为慢压和快压， 慢压是指冲头起始动作直至冲头将室内的金属液送入内浇口之前的运动速度，在这一阶段中要 求将压室中的金属液充满压室，在既不过多地降低合金液温度又有利于排除压室中的气体的原则下，该阶段速度不能太高也不能太低，太高则 会产生飞溅，相反，太低则会增加空气产生涡流， 一般为 0.2-0.3 米/秒。快压射速度速度 3.5m/s。

快压射行程：指快压射开始到结束中间的距离，对产品质量的影响最为关键，行程太大则卷气严重，太小则可能充填不良。

温度：温度包括金属液温度和模具温度，温度控制是获得优良铸件的重要因素。 一般铝合金压铸铝液的温度要求为 640±20℃，模具的温度为 180℃-250℃。

保压时间：指压射结束后，作用在模具型腔上的压力维持在恒定值的时间，根据铸件内浇口和铸件壁厚的不同，一般为 2-5 秒。

留模时间：留模时间是压铸过程中，从持压终了至开模顶出铸件的这段时间。足够的留模时间，是使铸件在模具内得到充分凝固和适度的冷 却使之具有一定的强度，在开模和顶出时，铸件不致产生变形或拉裂。 留模时间的选择，通常以顶出铸件不变形、不开裂的最短时间为宜。一 般铝合金根据壁厚的不同在 5-12 秒之间。

5 压铸过程

首先将铸型预热到 80-150℃，然后在型腔内喷入涂料，接着将铸型预热到 250℃，打开阀门 6。这样，型腔中的气体被抽走，型腔处于保持负压状态，同时开启暖水管，使模具保持恒温状 态。气体抽完后，开始浇注合金液，浇注的过程中型腔一直处于负压状态。浇注完成后，关闭真空阀和阀门 6，然后通入冷却水。当通入冷却水 18 秒以后，浇道已经完全凝固，打开压力气源和阀门 2，向型芯中通入氮气，使铸件在压力作用下凝固。180 秒铸件的温度低于再结晶温度，关闭阀门 2，打开阀门 6，使得型腔内的气体压力降至常压。取出产品。过程铸造如图 4 示意图。



6 存在问题

该薄壁铸件压铸很是成功，但在压住的过程中我们发现与发达国家相比，们还存在一些问 题：

1）我们国家目前所应用的压铸设备都相对 来说还是达不到现代化，我们的压铸控制系统仍是有所欠缺，周边设备也不是很超前。在我们改善这些不足的情况下，可以提高我们的生产效率，控制产品的性能。

2）开发新材料和新工艺。产品轻量化、致密化、绿色化、高效化已成为时代发展的潮流，改进我们目前所应用的铝合金成分和生产工艺，在满足现有的各种性能标准的前提下，提高合金的成形性。



轻量化已成为世界各国各制造商最核心竞争力的体现，国外在这方面已展开大量的工作，为了缩小差距，我们需要消化吸收他们的先进技术和经验，结合我们的实际环境，创造出适合我 们国家应用的先进的压铸工艺和新材料。