壓鑄模具溫度與產品氣縮孔的案例分析

重慶瑞通精工科技股份有限公司

許蘭波 汪松

關鍵詞：氣縮孔，溫度，缺陷轉移

摘要：汽車自動變速器上應用的鋁合金液壓閥體產品，由于其結構復雜，油路筋骨曲折，且壁厚差異大，壓鑄工藝性差，極易形成困氣，縮松缺陷，從而給模具方案設計，壓鑄生產過程的管控帶來極大的挑戰。

前言

我司某款液壓閥體產品不良率居高不下，不合格品達50%。其報廢的主要原因就是機加工后暴露產品內部氣縮孔缺陷。本文從多個維度闡述氣縮孔形成的機理，巧妙應用冷卻水控制模溫，轉移缺陷，提升產品合格率。

1.產品特征
尺寸：240*180㎜
材料：ADC12
工藝：壓鑄

2.缺陷位置：軸承孔底部，見“圖一”；

3.產品不良率：47.5%，不良原因：氣縮孔。

圖一 軸承孔固定缺陷區域

01.缺陷形成機理分析

通過產品三維與缺陷產品實物剖切發現，軸承孔缺陷位置壁厚明顯較其它部位厚大。結合模流軟件分析料液追蹤，溫度，折疊氧化物以及含氣量結果顯示，軸承孔存在兩股金屬流交匯填充現象，且區域熱容量大，屬于最后凝固的部位。在凝固過程中，金屬液由液態逐漸轉變為固態，產生體積收縮，該區域殘留氣體被吸入收縮空腔。而其它壁薄區域優先凝固，使填充補縮通道堵塞，故形成氣縮孔缺陷。見“圖二”

圖二 模流軟件分析視圖

A：料液追蹤；B：溫度；C：折疊氧化物；D：含氣量

02.改善方案及驗證

經過上述缺陷形成機理分析，當前產品結構已無法實施優化。本著改善對策由易到難的解決思路，首先從工藝上嘗試改善，逐步調整軸承孔厚大部位模溫，使軸承孔缺陷區凝固順序發生變化，實現缺陷轉移，機加不暴露缺陷（產品內部缺陷存在，但不影響產品性能）。由此，針對軸承孔厚大區域進行四次溫度調整，并在其它工藝條件不變的條件下開展以下實驗：

1.關閉軸承孔點冷并減少噴涂量，使其溫度處于220℃-240℃之間；

2.關閉軸承孔點冷并增加噴涂量，使其溫度處于190℃-210℃之間；

3.啟用軸承孔點冷，通過增加點冷通水時間，使其溫度處于150℃-170℃之間；

4.軸承孔冷卻水改為長通，溫度處于90-110之間；見“圖三”

圖三 調整軸承孔區域溫度

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

每次溫度調整后，采用熱成像儀測量確認，在達到需求溫度情況下各生產100件，同步探傷確認軸承孔區域缺陷變化，分別進行加工驗證，并在合格品中隨機抽取進行剖切，確認缺陷離加工面深度，見“表一”與“圖四”，“圖五”。

表一 模溫調整驗證結果

圖四 軸承孔底部孔缺陷轉移至側壁

圖五 軸承孔側向剖切實物圖

03.結論

通過以上4次溫度調整驗證，鎖定了該產品的生產工藝，后續在固化工藝條件下生產，軸承孔底部均未發現氣縮孔加工暴露，產品整體合格率穩定在95%以上。

綜合上述驗證，調整模具局部溫度可以有效轉移氣縮孔并縮小缺陷，使其在機加工時不暴露，從而有效提高產品合格率，降低生產制作成本。

本文輔導：葉立
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