缩孔是铝合金压铸件常见的内部缺陷, 而压铸件一般允许存在少量缩孔, 但是出现在产品的重要部位时 (如精加工面、高压油道附近、密封表面等)，会影响其使用性能，严重时直接导致铸件报废。据统计，某企业2016年某款125摩托车左曲轴箱体A面LD68孔因铸造缩孔引起的不良率为0.12%，远超企业对铸件单项缺陷不良率的目标值。而且，该孔位于润滑油道附近, 极易引起压检不良、漏油等一系列问题，因此必须严格控制。该压铸件材质为ADC11铝合金，主要成分见表1。通过光谱仪检测铝液及铸件成分, 发现合金元素含量均在标准范围之内。另外，利用K模进行铝液含渣量检测，发现其也在合格范围内。因此，基本可以排除铝液成分超标及含渣量异常这两个影响因素。

本课题从铝合金压铸件缩孔、缩松产生机理出发，结合实际的铸造生产条件 (如工艺参数、模具温度、压射机构及附属设备) 及压铸件缩孔的表现形态，寻找引起铸件缩孔的原因，从而制定相应的对策，成功降低了铸件的缩孔不良率。

图文结果

表1 铝合金ADC11的化学成分（%）

图1 LD68曲轴箱压铸件的孔缩孔特征

针对A类缩孔主要分析铝液凝固时的补缩特性，从工艺参数和模具设计两方面着手。工艺参数:压力为67MPa；料饼厚度为25mm；浇注量为3.65kg，均在工艺要求范围内，并且保持稳定，基本排除由工艺参数不适当而引起铸件缩孔的可能性。然后，对出现A类缩孔的模具对浇口尺寸进行测量，平均厚度为2.85mm，与设计值基本相符。采用热成像仪测量模具LD68孔销子及附近开模温度，发现该区域平均温度为300℃左右, 销子头部（对应缩孔底部）最高温度达到320℃，喷涂脱模剂后平均模温为230℃。分析发现，LD68孔销子较长，头部直径较小，无法布置冷却水管，并且该处铸件形状复杂，极易形成热节，导致该处模温较高，是铝液最后凝固区域。因此，A类缩孔确定为局部模温过高所致，后期的对策主要考虑如何降低模具销子温度。

图2 脱模剂喷涂装置改进前后效果

图3 模具定模型腔

图4 定模型芯冷却水布局

相对于A类缩孔，B类缩孔情况相对复杂一些。B类缩孔在孔周围均出现类似冲头油烧结物等杂质，且形态基本一致。初步认为是由于冲头油滴被包裹在铝液中形成不完全燃烧产物所致。这种烧结物往往表面积较大，引起较大的区域缺陷，而且有较大的硬度，加工时易损坏刀具。经调查发现，铸造时用于润滑的冲头油采用滴注的方式加在料筒里，由于冲头油粘度较大，流动性差，只能在小范围内形成润滑油膜，多数冲头油被浇注的铝液点燃形成不完全燃烧产物，随铝液一起填充到模具型腔中。由于冲头油燃烧物在铝液中位置的随机性，导致了出现B类缩孔的位置不确定。因此，对于B类缩孔，主要从控制冲头油不被铝液包裹这方面考虑。

从铝合金压铸件缩孔的形成机理出发，发现导致LD68孔缩孔的主要因素是局部模温过高导致铝液补缩不足和冲头油燃烧物包裹。针对两种缩孔类型，分别制定相应的改善措施，即形成合理的模温梯度和减少冲头油用量及变更其供给方式，取得了良好的改善效果。

本文作者：

杨兴国
重庆工商职业学院智能制造与汽车学院
本文来源：特种铸造及有色合金杂志