原标题：广东鸿图：汽车凸轮轴支架部件的压铸技术开发及品质控制

铝合金是汽车上应用最多的轻金属，通过添加合金化元素，可以使铝合金的强度大大提高，并由于质轻、散热性好等特性，完全满足了汽车凸轮轴支架在恶劣环境下工作的要求。铝合金凸轮轴支架压铸成形技术可以通过净化、精炼、细化、变质等控制铸件材质，使得铝铸件品质达到一致性和稳定性的目的。

汽车凸轮轴支架铝合金零件的压铸成形在技术开发中存在一定的难度。针对某汽车凸轮轴支架铝合金的压铸成形，应用数值模拟，通过了解铝液流动充型状态与铸件缺陷的分布，确定了铸件的浇注系统与排气系统，大大缩短了模具的开发周期。同时在试模与试生产阶段，从浇注、工艺、模具等方面分析了不同缺陷产生的原因，并且提出了改善措施。

图文结果

开发的汽车凸轮轴支架压铸零件见图1。该零件轮廓尺寸为431mm×238mm×69mm，压铸件质量为2.3kg，平均壁厚为7.2mm，投影面积为102100mm2，铸件材质为AlSi11Cu2合金。该铸件有多处热节部位，易造成缩孔；产品毛坯平面度要求达到0.8mm，外观无明显的压铸流痕。该凸轮轴支架中间铝料没有两侧铝料多，所以产品的进浇量为两侧多中间少。在开发过程中，为了缩短开发周期，通过使用压铸模拟分析软件，并参照实际生产参数，采取了两种不同的浇注方式。一种浇注方式是两侧进浇平行于产品侧边，见图1a。另一种浇注方式是两侧进浇与产品侧边成一角度，见图1b。

图1 凸轮轴支架压铸零件

图2 压铸件游标尺孔端作为进水方向

图3 压铸件放油螺栓端作为进水方向

图4 游标孔作为进水方向模拟结果

图5 放油螺栓作为进水方向模拟结果

图6 产品分区划分及气孔缺陷分布

图7 产品分区划分及夹层缺陷分布

图8 产品分区划分及加工后废品缺陷分布

凸轮轴支架生产过程出现的问题主要见图9：①产品填充末端油道孔附近气孔，机加工后油道孔与垫片安装面气孔外露；②φ18mm传感器孔由于结构设计原因，很容易在该位置形成气缩孔，实际生产中该孔机加工后报废率也很高；③产品填充末端垫片安装面与链条盖安装面气孔，机加工后气孔外露严重；④铸件飞料严重，披缝很厚，产品清理与模面清理困难；⑤入料口右侧垫片安装面夹层；⑥入料口M6螺纹孔夹层；⑦入料口左侧垫片安装面夹层;⑧油道孔加工不过。

图9 产品缺陷

图10 单块Z形排气块设计的填充模拟分析

图11 双Z形排气块设计的填充模拟分析

图12 传感器孔位置模具温度分布

图13 侧边搭接不同角度切入传感器孔位置模具温度分布

图14 产品飞边毛刺

图15 油道孔加工不过

数值模拟能为铝合金压铸件的品质控制及缺陷改善提供良好的参考依据，缩短了开发时间；合理的排气结构设计是改善铸件内部品质的重要方法；合理的入料口设计不但是铸件良好内部品质的重要保障，还是铸件表面成形良好的重要依据；型芯针合理的加工余量能够大大减少产品的加工不过，提高成品率；压铸机足够的锁模力可以减少飞边毛刺的产生，是保证铸件硬度要求的重要手段。

本文作者：
安肇勇 黄志垣 万里 李四娣 黄明军 廖伟平 陈家海
广东鸿图武汉压铸有限公司
本文来源：《特种铸造及有色合金》杂志