随着汽车轻量化的发展以及愈来愈严格的节能环保要求，汽车上许多原来用铸铁、铸钢的零部件正在向轻合金如铝、镁合金转变。由于材料力学特性及成形工艺的差异，在此转变过程中，产品结构需要随之变化，即需要改变为适合于铝、镁等合金成形的结构。而压铸作为铝、镁合金的重要成形方法，具有生产率高、尺寸精密度高等优点，在汽车零部件的开发及生产上拥有巨大的优势和竞争力，因此也成为汽车零部件轻量化的优选成形工艺。

本课题以某冷却水连接器铸件的轻量化为例，基于MAGMASOFT软件的温度场、热节分布等计算结果，采用减小壁厚、设置加强筋等措施，优化了冷却水连接器铸件结构，使原本采用砂型铸造的铸铁件改为了适于压铸的铝合金件，通过对连接器的压铸成形工艺如浇注、冷却、排溢等进行计算，确定了合理的工艺方案。

图文结果

图1为冷却水连接器的模型图，原为铸铁件。为减轻质量,拟将此产品改为铝合金，采用压铸生产。该零件外形轮廓尺寸为140mm×127mm×48mm，铝合金材料为A380，其成分见表1。产品气密性要求在150kPa下泄漏量≤4.8cm³/min。铸件外观不能存在冷隔、裂纹等缺陷，内部品质符合ASTM E505A2级或以上。

表1 A380铝合金的化学成分（%）

图1 铸件结构示意图

图2 热节分析对比图

图3 凝固9.2s后铸件的温度分布

图4 工艺方案示意图

图5 优化结构后铝合金充型过程模拟

图6 气压分布图

表2 压铸试制工艺参数表

图7 铸件实物图

图8 压铸件X光照片

借助于MAGMASOFT软件的热节分布计算模块，优化了产品结构，使得产品的铸造工艺性得到改善。基于优化后的产品结构，设计了压铸模的浇注系统、冷却系统以及排溢系统，模拟分析了铝液的充型及凝固过程，验证了工艺方案的合理性。产品压铸后的内部品质检测显示，铸件内部品质符合ASTM E505A2级的标准，气密性符合要求。

本文作者：
卢广英 余亮 万里 汪学阳 黄志垣

广东鸿图科技股份有限公司

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