在進行加工鋁合金壓鑄過程中,需圍繞模具壽命、鑄件質(zhì)量、生產(chǎn)安全、成本控制四大核心目標,重點關(guān)注從前期準備到后期處理的全流程關(guān)鍵問題,具體可拆解為以下 5 個核心環(huán)節(jié):
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一、壓鑄原材料(鋁合金與輔料)的選擇與控制
原材料直接決定鑄件的力學性能、成型性及缺陷率,需重點關(guān)注 2 點:
鋁合金牌號匹配
不同牌號的鋁合金成分(如 Si、Mg、Cu、Mn 含量)差異極大,需根據(jù)鑄件用途選擇:
若需高流動性(適合復雜薄壁件,如汽車變速箱殼體),優(yōu)先選ADC12(Al-Si-Cu 系),但需注意其耐腐蝕性能較弱;
若需高耐腐蝕性(如衛(wèi)浴配件、戶外零件),選ADC5/ADC6(Al-Mg 系),但流動性較差,需調(diào)整壓鑄參數(shù);
若需高強度(如結(jié)構(gòu)件),選A380(Al-Si-Cu 系),其抗拉強度可達 240MPa 以上。
同時需控制合金純度:鐵(Fe)含量需≤1.2%(過高會導致鑄件脆性增加、表面出現(xiàn) “鐵斑”),雜質(zhì)(如 Pb、Sn)需≤0.1%(避免影響焊接性和環(huán)保合規(guī)性,如 RoHS 認證)。
輔料質(zhì)量管控
脫模劑:需選擇與鋁合金匹配的水基脫模劑(避免油基脫模劑產(chǎn)生油煙污染),且濃度需穩(wěn)定(通常 1:50~1:100 稀釋,濃度過高會導致鑄件表面出現(xiàn) “白斑”,過低則脫模困難、拉傷模具);
熔煉溶劑:如精煉劑(去除合金中的氣體和雜質(zhì))、覆蓋劑(防止熔煉時氧化),需按合金重量的 0.3%~0.5% 添加,避免過量導致鑄件夾雜。
二、壓鑄模具的設計與維護
模具是壓鑄的 “核心工具”,其設計合理性和維護水平直接影響鑄件精度與生產(chǎn)效率:
模具設計關(guān)鍵要點
澆道與溢流槽設計:
澆道需保證金屬液 “快速、平穩(wěn)、無渦流” 填充(如采用 “扇形澆道” 減少沖擊,對于大型件需多澆口進料);
溢流槽需設置在 “最后填充區(qū)域”(如鑄件角落、壁厚突變處),容積需為該區(qū)域金屬液體積的 1.5~2 倍,用于收集氣體、雜質(zhì)和冷料(避免鑄件出現(xiàn)氣孔、縮孔);
排氣系統(tǒng):排氣槽寬度需≤0.2mm(防止金屬液溢出)、深度 0.05~0.1mm,總排氣面積需為內(nèi)澆口面積的 1.5~2 倍(快速排出型腔內(nèi)的空氣,否則會導致鑄件 “憋氣”,表面出現(xiàn)凹陷或氣泡);
模具溫度場:需設計加熱 / 冷卻水路(如在模具型腔、型芯處布置均勻的水路),避免局部溫度過高(導致鑄件粘模)或過低(導致金屬液快速凝固,出現(xiàn)冷隔、欠鑄)。
模具維護與保養(yǎng)
每次生產(chǎn)前需檢查模具型腔、澆道是否有裂紋、磨損或粘鋁(若有需用專用砂輪修復,避免鑄件表面拉傷);
定期(每生產(chǎn) 5000~10000 件)對模具進行氮化處理(增加型腔表面硬度,延長模具壽命,通常氮化層厚度需≥0.1mm);
生產(chǎn)結(jié)束后需清理型腔殘留脫模劑和鋁渣,并用防銹油涂抹(防止模具生銹,尤其是在潮濕環(huán)境下)。
三、鑄件常見缺陷的預防與處理
壓鑄過程中易出現(xiàn)氣孔、縮孔、飛邊、欠鑄、拉傷等缺陷,需針對性預防:
氣孔:主要因金屬液卷氣、模具排氣不暢導致;預防措施:優(yōu)化排氣槽設計、提高壓射速度(但避免過快)、控制熔煉溫度(減少合金吸氣)、使用精煉劑除氣;
縮孔:主要因厚壁處金屬液凝固時體積收縮,無足夠金屬液補縮導致;預防措施:在厚壁處設置 “冒口”(補縮通道)、提高增壓壓力和保壓時間、降低澆注溫度;
飛邊:主要因合模力不足、模具間隙過大或壓射壓力過高導致;預防措施:檢查合模力(需≥型腔壓力的 1.2 倍)、修復模具分型面(間隙≤0.03mm)、降低壓射壓力;
拉傷:主要因模具溫度過低、脫模劑不足或模具型腔有毛刺導致;預防措施:提高模具溫度、增加脫模劑噴涂量(但避免過量)、打磨模具型腔毛刺。
四、生產(chǎn)安全與環(huán)保要求
壓鑄涉及高溫、高壓設備,需嚴格遵守安全規(guī)范,同時滿足環(huán)保要求:
安全操作
操作人員需佩戴耐高溫手套、護目鏡、防燙鞋(避免金屬液飛濺燙傷);
壓鑄機運行前需檢查 “合模安全門”(確保關(guān)閉后才能啟動,防止手伸入型腔)、液壓系統(tǒng)(無泄漏,避免壓力驟降導致模具墜落);
處理澆口、溢流槽時(溫度約 300~400℃),需用專用夾具,避免直接用手接觸。
環(huán)保控制
熔煉環(huán)節(jié)需安裝油煙收集裝置(鋁合金熔煉會產(chǎn)生 Al?O?粉塵和油煙,需達標排放,如符合 GB 16297 標準);
脫模劑廢水需經(jīng)污水處理系統(tǒng)處理(去除油污和懸浮物),避免直接排放;
鑄件邊角料、鋁渣需分類回收(可重新熔煉,回收率達 95% 以上,降低成本并減少固廢)。
五、后處理工藝的配合
壓鑄后的鑄件需通過后處理提升精度和性能,需注意 2 點:
去毛刺與清理
優(yōu)先用機器人去毛刺(適合復雜件,精度高)或振動研磨(適合小件,效率高),避免手工打磨(易導致尺寸偏差);
清理鑄件內(nèi)部的鋁渣和雜質(zhì)(尤其是有密封要求的零件,如閥門殼體,需用壓縮空氣吹掃或超聲波清洗)。
表面處理與檢測
表面處理:根據(jù)需求選擇陽極氧化(提高耐腐蝕性,適合戶外件)、噴漆(美化外觀,適合家電件)、電鍍(提高耐磨性,適合連接件),處理前需確保鑄件表面無油污、無氧化皮;
質(zhì)量檢測:需進行外觀檢測(無明顯缺陷)、尺寸檢測(用三坐標測量儀,精度達 ±0.02mm)、力學性能檢測(抽樣做抗拉強度、硬度測試)、無損檢測(如 X 光檢測,排查內(nèi)部氣孔、縮孔,適合關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件)。