汽车用铝合金压铸件的慢压射工艺研究

魏显坤发表于2023/12/8 9:56:25 铝合金压铸件慢压射工艺

原标题：基于正交试验的汽车用铝合金压铸件的慢压射工艺参数研究

铝合金压铸过程中，由于产品结构、铸造条件和压铸工艺等原因，造成铸件出现各种内部缺陷。理论和实际经验表明，高速及切换点、浇注温度、铸造压力、模具温度等参数是引起压铸件缺陷的重要因素。其中，脱模剂喷涂、料筒尺寸、低速速度等因素也是引起铸件气孔的重要原因。但是，有关该方面的研究报道很少。以某汽车气缸体为研究对象，利用正交试验探寻表面气孔的主要因素，并设计力学试棒，结合光学显微镜、X射线探伤、模拟软件，分析铸件的组织、力学性能和表面品质，探究不同的慢压射工艺对铸件综合性能的影响。

图文结果

某汽车发动机缸体铸件毛坯质量为9.2kg，采用布勒28000kN冷室压铸机压铸，铸件材质为YZAlSi9Cu3铝合金，成分见表1。对重点部位加工检查发现，缸体的下安装表面出现零星气孔，在螺纹孔附近偶尔有缩孔。分析表明，气孔主要由压铸过程的卷气导致，而缩孔主要由Al液凝固收缩不均引起。而卷气又产生于慢压射和快压射两个阶段，快压射阶段卷气受铸件结构、模具设计、内浇口速度等因素的约束，调整难度较大。

表1 YZAlSi9Cu3铝合金的化学成分（%）

表2 正交试验的因素水平设计

图1 拉伸试样

表3 慢压射低速工艺设计

表4 正交试验结果分析

为直观了解不同慢压射状态下Al液的卷气情况，制作慢压射铸件在内浇口附件的纵截面试样。图2为不同速度的匀速慢压射断面。可以看出，低速越高，Al液在压射过程中紊流越严重，导致卷气量越多。当低速超过0.4m/s时，Al液卷气尤为严重，铸件上端出现较大缩孔，且组织不致密。因此，慢压射速度尽量小一点，但考虑到Al液在较低速度下容易形成冷硬层和延长压铸周期，慢压射低速选择0.2～0.3m/s为宜。