提高铝合金泵体压铸件非加工面质量的措施

未济

摘要：对泵体类铝合金压铸件表面质量差和模具寿命短的原因进行了分析，并针对由于模具开裂引起铸件粗糙度超差，“粥样”花纹、“细小麻点”等铸件表面质量问题，采取合理安排内浇道、增加倒角、调整自动喷涂机及更换脱模剂等解决措施。结果使铸造表面达到了密封面的粗糙度要求，免除了机加工，并且延长了模具使用寿命。降低了产品的生产成本。
为降低成本，产品设计总是希望尽量减少精加工，要求铸件表面质量直接达到产品要求，而对铸件粗糙度要求提高后，模具的寿命大大降低，只要模具在有高粗糙度要求的部位出现细小裂纹，就无法再用于生产，这不仅增加铸造成本，而且由于模具报废速度过快，造成了供货紧张的问题。为此需要提高模具寿命以确保生产顺利进行。
) j# [+ g( q0 z1、模具开裂导致的粗糙度超差
. t( x% {" Y9 A7 n$ C模具开裂，铸件在密封面部位出现突起或凹下毛刺而造成粗糙度超差。如图1所示，由于模具有细小裂纹造成铸件相应部位不能达到粗糙度Ra25的要求。
1.1 产生原因
（1） 内浇道直冲具有粗糙度要求的非加工平面，造成模具局部处于高温状态，导致表面开裂。
（2）为了获得高致密度铸件，需提高二级压射速度和增压压力，致使模具局部因受高压冲刷而过早开裂。
（3）由于铸件结构问题( 如壁厚相差太大)使模具局部壁厚太薄而容易开裂。
1.2 改进措施
  a. r3 A% q" f! Y, O% y9 [（1）合理安排内浇道，将其位置抬高避免铝液直接冲刷有粗糙度要求的平面；增加倒角，引导铝液改变充填型腔的方向，以避免锅液直接冲刷铸件有粗糙度要求的模具相应部位，并有效防止重要部位处产生热节，减少模具龟裂的倾向。在产品结构不允许的情况下，可同客户协商，对产品结构或壁厚做适当修改，以达到目的。如图2所示，原设计中此部位壁厚太薄且直对着密封面，不利于设置内浇道；改进后增加了此部位的壁厚，内浇道抬高，可避免铝液直接冲刷密封面。
（2） 产品在开发前进行CAE分析，以得到更合理的浇注系统，既可获得好的内在质量，又可避免高浇注速度和增压压力，以延长模具寿命。如图3所示，原内浇道方向和位置使铝液充填行程较长；改变内浇道方向和位置后，铝液充填行程较短，二级速度和增压压力较低既可保证产品的质量，模具也不容易开裂。
, Q, p% L  a/ r$ F9 }（3）在不影响装配和产品性能的前提下，与客户协商局部放大过渡网角或工艺搭子，以避免模具出现过小壁厚而过早开裂。
（4） 加强模具保养，使用规定次数后，要对模具进行消除应力的退火处理（使用2 000次后，进行消应力退火处理尤其重要）。
（5）制作模具时应在尺寸公差允许范围内，预留研磨余量，以便在模具出现细小裂纹时可以研磨模具，切断裂纹，避免裂纹继续增长而造成粗糙度超差。
2 V3 B. P# ]  W4 G; n3 x$ B. }% V2、铸件出现“粥样”花纹使粗糙度超差
2.1  产生原因
8 u' c2 o/ a+ I; O+ t) U脱模剂堆积到一定量，铸件相应部位出现“粥样”花纹而粗糙度超差，这些问题往往出现在铝液流动的拐角位置或排气不畅的部位（ 如图4所示）
2.2  防止措施
( L3 }- _* K" ^: V（1） 调整自动喷涂喷嘴位置，调节喷嘴喷涂流量，防止脱模剂堆积；
（2） 增加铸件排气槽，使铸件排气顺畅，防止脱模剂堆积；
, S# U2 ~3 P. a% d9 b) b（3） 更换脱模剂类型，使用水基脱模剂，防止由于脱模剂中的石蜡雾化不充分而逐渐堆积；
; k! G4 [4 F0 y/ U0 o0 S! g0 g+ }（4） 在出现脱模剂堆积时及时研磨模具，防止粗糙度超差。
# z9 q% j2 B; B' Y# U4 F9 L3、铸件表面出现“细小麻点”
. b( Y' ]5 E/ v+ A2 J3 h* o此类缺陷易出现在较大平面，呈细小麻点状，似皮下气孔或缩瘪，如图5所示。
& J* N% v; q5 y/ E# e7 F2 v3.1  产生原因
! D0 s* `+ d9 e1 F4 I这种缺陷容易被误认为是工艺问题或铝液质量问题，其产生的原因也是由于脱模剂中的石蜡成分未充分雾化或脱模剂中存在杂质，它们未被压缩空气吹干净，在铝液的冲刷下逐渐堆积在局部位置而产生的。
3.2  防止措施
（1）及时清理自动喷涂机喷嘴及管道，调整喷嘴位置和喷涂流量。
' W, R# @. J( n, E# @) G9 N8 J（2） 更换脱模剂类型，使用水基脱模剂。
# ^0 c: O: N$ Q5 d! r& S4、结束语
通过以上方法和措施，模具使用次数从原来的不到l 万次，增加到8万次以上，既解决了备模跟不上而影响按时供货的问题，又节省了62．5万元／年的模具费；二级压射速度降低到原来的80％，增压压力减少到原来的90％，既增加了模具寿命，又降低了模具故障率，生产过程稳定，班产量提高了30％以上；产品生产过程稳定，质量稳步提升，为类似产品的开发提供了宝贵的经验，目前此经验已得到推广。