压铸模具温度与产品气缩孔的案例分析

重庆瑞通精工科技股份有限公司

许兰波 汪松

关键词：气缩孔，温度，缺陷转移

摘要：汽车自动变速器上应用的铝合金液压阀体产品，由于其结构复杂，油路筋骨曲折，且壁厚差异大，压铸工艺性差，极易形成困气，缩松缺陷，从而给模具方案设计，压铸生产过程的管控带来极大的挑战。

前言

我司某款液压阀体产品不良率居高不下，不合格品达50%。其报废的主要原因就是机加工后暴露产品内部气缩孔缺陷。本文从多个维度阐述气缩孔形成的机理，巧妙应用冷却水控制模温，转移缺陷，提升产品合格率。

1.产品特征
尺寸：240*180㎜
材料：ADC12
工艺：压铸

2.缺陷位置：轴承孔底部，见“图一”；

3.产品不良率：47.5%，不良原因：气缩孔。

图一 轴承孔固定缺陷区域

01.缺陷形成机理分析

通过产品三维与缺陷产品实物剖切发现，轴承孔缺陷位置壁厚明显较其它部位厚大。结合模流软件分析料液追踪，温度，折叠氧化物以及含气量结果显示，轴承孔存在两股金属流交汇填充现象，且区域热容量大，属于最后凝固的部位。在凝固过程中，金属液由液态逐渐转变为固态，产生体积收缩，该区域残留气体被吸入收缩空腔。而其它壁薄区域优先凝固，使填充补缩通道堵塞，故形成气缩孔缺陷。见“图二”

图二 模流软件分析视图

A：料液追踪；B：温度；C：折叠氧化物；D：含气量

02.改善方案及验证

经过上述缺陷形成机理分析，当前产品结构已无法实施优化。本着改善对策由易到难的解决思路，首先从工艺上尝试改善，逐步调整轴承孔厚大部位模温，使轴承孔缺陷区凝固顺序发生变化，实现缺陷转移，机加不暴露缺陷（产品内部缺陷存在，但不影响产品性能）。由此，针对轴承孔厚大区域进行四次温度调整，并在其它工艺条件不变的条件下开展以下实验：

1.关闭轴承孔点冷并减少喷涂量，使其温度处于220℃-240℃之间；

2.关闭轴承孔点冷并增加喷涂量，使其温度处于190℃-210℃之间；

3.启用轴承孔点冷，通过增加点冷通水时间，使其温度处于150℃-170℃之间；

4.轴承孔冷却水改为长通，温度处于90-110之间；见“图三”

图三 调整轴承孔区域温度

A：标定220.3℃；B：标定201.2℃；C：标定153.2℃；D：标定105.2℃

每次温度调整后，采用热成像仪测量确认，在达到需求温度情况下各生产100件，同步探伤确认轴承孔区域缺陷变化，分别进行加工验证，并在合格品中随机抽取进行剖切，确认缺陷离加工面深度，见“表一”与“图四”，“图五”。

表一 模温调整验证结果

图四 轴承孔底部孔缺陷转移至侧壁

图五 轴承孔侧向剖切实物图

03.结论

通过以上4次温度调整验证，锁定了该产品的生产工艺，后续在固化工艺条件下生产，轴承孔底部均未发现气缩孔加工暴露，产品整体合格率稳定在95%以上。

综合上述验证，调整模具局部温度可以有效转移气缩孔并缩小缺陷，使其在机加工时不暴露，从而有效提高产品合格率，降低生产制作成本。

本文辅导：叶立
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