半固态压铸具有成形温度低、模具寿命长、铸件凝固收缩小、性能优良等特点。然而，由于半固态流变压铸工艺设计中的问题，产品容易产生卷气和缩孔、缩松缺陷。采用铸造模拟软件对A356铝合金压块半固态压铸充型和凝固过程进行了数值模拟，分析了充型过程的流场和速度场，设计了3组半固态压铸工艺参数，并通过试验确定了压块半固态压铸的最佳工艺参数，生产出合格的压块铸件。

图文结果

压块是一个结构相对简单，壁厚不均匀的零件，压块三维图见图1。零件为曲面对称结构；侧面有一个直径为9mm的盲孔，须采用侧抽芯来成形;两侧壁与曲壁连接处，壁厚相差较大，容易产生应力集中，冷却过程中易产生缩孔、缩松和热裂等缺陷。在设计内浇口截面积时要比液态压铸的截面积大，其厚度一般为压铸件壁厚的50%左右。压块压铸件在设计时采用侧浇口。根据计算得出内浇口横截面积大小为52.5m㎡，厚度为1.5mm，宽度是铸件边长的0.7倍，为35mm。

图1 压块三维造型图

图2 带浇注系统的压块三维图

图3 压块充型过程模拟

图4 压块各部位充型时间

图5 压块充型速度模拟

图6 压块裹气分布

图7 压块缩松分布

根据压块压铸件的结构及模拟分析结果，设计出压块压铸件的半固态压铸模具，见图8。半固态压铸模具在结构上与一般的压铸模具相同，在生产前要对模具充分预热，由于半固态的温度较低，凝固时间短，因此模具在预热时要比液态压铸高，一般在280~300℃，需在动、定模套板上设计加热元件和测温孔，安装热电偶测温，以便控制模具温度，同时要求模具各个部位温度均匀稳定。

图8 压块半固态压铸模具
1.动模座板 2.垫块 3.推板 4、20、23.推杆 5.限位钉6.推杆固定板 7、11、16.螺钉 8.推板导柱 9.推板导套 10、18.销钉 12.支撑板 13.动模镶块 14.动模套板 15.定模套板 17.定模座板 19.复位杆 21、22.型芯 24.定模镶块 25.浇口套 26.动模浇口镶块 27.定模浇口镶块 28.定模导套 29.定模导柱 30.加热系统

表1 不同的电磁搅拌工艺参数

图9 不同搅拌参数下的微观组织

图10 压块压铸件

（1）根据压块铸件结构,设计了压块半固态压铸的浇注系统，通过数值模拟，浇注系统充型平稳，缺陷减少。

（2）半固态压铸模内浇口截面积比液态压铸金属内浇口截面积大，压块内浇口厚度为铸件壁厚的50%。

（3）半固态浆料制备工艺参数：搅拌温度为580℃、搅拌电流为450A、搅拌频率为6Hz、搅拌时间为25min时，压铸出的压块质量较好。

本文作者：

肖世龙
沈阳理工大学艺术设计学院
黄勇 安振须 陈振 杜晓明 孟昭昕
沈阳理工大学材料科学与工程学院

本文来自：《特种铸造及有色合金》杂志，《压铸周刊》战略合作伙伴