试探究铝合金压铸零件的质量缺陷及改善措施

张勇

摘要：压铸技术是一种传统的零件铸造技术，因其制作精准度高、比强度高等特点被广泛应用于各种工业制造领域，尤其是铝合金压铸零件，更是有着重量轻、性能好、效率高等优势，目前航空航天以及汽车机械制造领域中大多通过铝合金压铸技术制作工艺零件。但是随着时代的发展，各种先进工艺技术层出不穷，铝合金压铸技术在一定程度上已经不能够满足工艺生产的需求，压铸零件的质量缺陷问题也越来越明显，因此必须要对铝合金压铸零件中的质量缺陷进行改善，使压铸零件的工艺性能得到提高。

关键词：铝合金压铸零件  质量缺陷  改善措施

铝合金压铸技術的原理是将液态金属原料填充到模具中，并且通过高压使液体金属在模具中迅速冷凝成型，通过压铸技术制造出的铝合金零件不仅晶粒细，而且密度极高，具有较高的强度。但是在铸造过程中，由于是高速将液体金属注入的，模具内部的气体并不能够及时排除，在铸造完成后零件内部可以会存在气孔。而且由于凝结时间迅速，零件表面可能会存在裂纹、缩孔情况，因此，要想提升压铸技术的铸造效果，就要着重解决这些问题。

1. 气孔

是指在铸造完成后，铸件表面或是内部存在不规则的孔眼，大部分表面光滑，而且一般为圆形。由于这些孔眼存在，铸件的美观性不仅会受到影响，还会使铸件的硬度和强度降低。

1.1 压铸箱体螺栓孔周边的气孔现象

由于压铸铝合金箱体周围存在大量安装孔和螺栓孔，如果铸造零件上的气孔较多，就会影响到发动机的运行质量和使用寿命，所以说铸件气孔问题十分严重。

1.2 产生原因

由于铝合金压铸工艺是通过高压迅速将液体金属填充到模具中，但是模具内部的气体并不能够及时排出，铝液中可能存在着大量气体，在冷凝完成后，铸件表面或内部存在着一些小眼，这就是气孔。另外，铸造过程中液体金属的温度一般高达600℃，铝液中可能存在着大量氢气，在液体金属冷却凝固的过程中，这些氢气就会析出，从而在铸件表面留下大量气孔。

1.3 改善措施

在压铸过程中，气孔的形式是由于内部气体存在引起的，因此必须要从模具内部排气管道入手进行改善，如果排气通道出现堵塞，模具内的气体就无法技术排除，在设计压铸系统，要控制好排气孔的截面面积，同时保障好液态金属原材料的精度，可以在浇铸过程中放置适当的精炼剂，如果在浇筑过程中发现有大量气泡产生，可以利用物理吸附方法将气泡带到液面，从而将气体排除。

2. 夹杂

2.1 铁、锰、铬的作用

在制造铝合金金属铸件时，在浇铸炉床上经常能够发现一些固态化合物，这些化合物是由重金属元素组成，也就是我们平时说的炉渣。这些固态化合物是由金属在高温下产生的晶粒组成的，在铸造过程中可能会夹杂在铸件中。由于这些固态化合物的比重大，而且熔点极高，非常容易在炉床上形成沉积，如果在浇铸时炉床上的堆积物过多，就会使铝合金的黏膜性大大增加，从而使铝合金的流动性缩减。一般来说，液态铝合金中的铁含量不能够超过0.8%，在这种情况下，铸件的质量和韧性都会得到提升。

2.2氧化夹杂物

在制造铝合金铸件时，还有一些氧化物夹杂在液态金属材料中，这些氧化物有的是在浇铸过程中随着溶液进入到浇铸炉中的，还有的是在浇铸过程中与空气接触发生反应产生，并进入浇铸炉中的，这也就是夹杂中的一次氧化物和二次氧化物。

2.3改善措施

要想有效解决浇铸时的夹杂问题，首先要对铝液的成分，尤其要控制好重金属的含量，对入料进行细致的检验，还要对浇铸炉进行定期清理，及时将炉床上的堆积排除。另外，在对铝液进行转运时，要避免出现震荡，这样能够减少铝液与空气产生接触，还能够有效避免氧化物进入到铝液中。要定期进行打渣，打渣的具体周期可以根据炉熔炼炉的使用情况来确定。在进行浇筑时尽量将速度放低，避免产生紊流。

3. 缩孔

是指在浇筑完成后，铸件表面存在的不规则的孔洞，一般出现在铸件的厚截面，严重的还会在铸件内部形成蜂窝状组织，使铸件的质量和强度大大降低。这些缩孔不仅会影响到铸件的美观，增加后期加工的难度，还会因缩孔产生大量孔洞，影响到零件产品的性能。

3.1 产生原因

主要是因为在浇筑过程中，当铝液被填充到模具中后，模具内部与铝液的温度比较大，并且还有水冷现象，在这种情况下，铝液会先从外表面开始冷却凝固，然后开始向里凝固。当铝液内部开始凝固后，铝液的面积会开始缩小，但是外表面已经形成了一层硬壳，当凝固完成后，外表面与内部中间就会形成缩孔。另外，如果壁厚过大，铸件内部冷却速度就会降低，这时候铝液已经将模具充满，由于铝液温度降低体积会变小，如果没有及时对其填充，很容易造成铸件的不均匀。

3.2 改善措施

针对缩孔现象，可以选择将模具内部的壁厚缩小，这样能够使铝液快速并且均匀的冷却凝固，还可以加对模具进行重新优化。如果因为铸件结构原因而无法将壁厚缩小，也可以选择设置一些加工预制孔，使铸件的加工区域得到改变。一般来说，在对冷却区域进行处理时，可以适当的增加一些水路，人为的控制冷却时间，按照实际情况对铝液的冷却速度进行调整，这样就能够有效的降低缩孔的产生。另外，还可以适当增加浇铸压力，使液态金属组织更加紧密，减少缩孔的产生。从现在的技术手段来看，缩孔问题还不能够实现完全解决，只能够采用一些手段对其进行控制。

4. 裂纹

在铸件冷却凝固之后，发现其基体出现断裂或是出现缝隙，并且呈直线或者波浪形纹路延伸，在受到外力之后，缝隙还会延长，这就是铝合金浇铸中的裂纹缺陷。

4.1 产生原因

出现裂纹的主要原因是因为铝合金成分存在异常，一般是金属镁的含量高导致的，在这种情况下铝液的黏膜性会大幅度提升，在顶出时拉膜非常严重，从而产生了裂纹。另外，如果铝合金成分在没有异常的情况下，高温状态也会导致裂纹缺陷的产生，而且还会导致周围组织出现缩孔，当铝液冷却凝固之后，会在出现缩孔的位置出现缝隙。

4.2 改善措施

对铝合金的成分进行严格控制，可以在合金中添加纯铝锭，这样能够使金属镁的含量降低，提高合金中的金属硅含量。另外，要想缓解运行温度过高的状态，还可以多增加一些冷却水路，降低模具内的温度。适当对圆角进行加大，从而使起膜的斜度降低，也能够有效的改善裂纹问题。

结语

总而言之，目前铝合金压铸技术仍然存在着一些问题，进而导致出现气孔、裂纹、缩孔等质量缺陷，基于这种情况，就要对制造工艺和方法进行改善，使铝合金压铸零件的性能和使用寿命得到提升。

参考文献

[1]温志聪. "铝合金压铸零件的质量缺陷及改善措施." 科学与财富 000.009（2017）：215-215，214.

[2]杨素华. "铝合金压铸零件的质量缺陷及改善措施." 模具制造 11（2014）.

[3]张妍. "浅析铝合金压铸件常见缺陷及对策." 散文百家（新语文活页） 11.11（2016）：255-256.