铝合金压铸过程

铝合金压铸是将熔化的铝合金注入高精度模具型腔，在高压下成型并获得特定形状零件的精密铸造工艺。以下是其完整流程及关键技术要点：

一、前期准备阶段

1. 模具设计与制造

材料选择：采用预硬化的工具钢（如H13钢），经热处理后硬度高、耐磨性强，可承受反复高压冲击。

冷却系统设计：模具内部加工出螺旋形或网格状冷却水道，通过循环冷水快速带走热量，控制凝固速度。

排气与溢流系统：在模具分型面开设细小排气槽，防止空气滞留；设置溢流槽收集多余金属液，平衡压力分布。

脱模斜度：所有型芯和型腔壁均设计微小倾斜角度，便于铸件脱模。

2. 合金熔炼与精炼

原料配比：按标准牌号（如ADC12）称量铝锭、硅、铜等元素，加入熔炼炉升温至700-750℃完全熔化。

除气处理：向熔体中通入惰性气体（氩气）或添加六氯乙烷等精炼剂，搅拌破除氢气孔洞。

质量检测：取样进行光谱分析，确认化学成分合格；测量熔体温度，偏差控制在±5℃内。

二、压铸核心工序

1. 设备参数设定

压射系统：设定四级压射曲线——慢速封浇口→快速充型→增压保压→回程卸压，各阶段速度与压力独立可调。

模具温控：预热模具至180-250℃，喷涂水性脱模剂形成润滑薄膜，抑制粘模现象。

时间控制：精确计算充型时间、保压时间和冷却时间，确保金属液充分填充且不产生冷隔。

2. 循环作业流程

合模锁紧：液压驱动四根拉杆同步施压，将动模与定模紧密贴合，锁模力可达数千吨。

定量浇注：机械臂从保温炉舀取精确重量的铝液，倒入压室（误差不超过1%）。

高压压射：活塞推动压室内的金属液高速进入模具型腔，充型时间通常小于0.1秒。

增压补缩：在金属液初步凝固前施加额外压力，补偿收缩产生的缩孔。

开模取件：冷却完成后，顶出机构将铸件推出，机器人夹取转入下一工序。

三、关键技术控制

1. 真空压铸技术

原理：在充型前通过真空泵抽取型腔内空气，形成负压环境，减少金属液卷气风险。

效果：显著降低铸件气孔率，提升力学性能（抗拉强度提高15%-20%），适用于汽车轮毂等高性能零件。

2. 数字化监控

实时数据采集：传感器监测压射压力、模具温度、冲头位置等参数，反馈至控制系统。

智能调整：基于历史数据自动优化压射曲线，预警异常波动（如压力突降提示型腔堵塞）。

四、常见缺陷与解决方案

气孔/气泡：因空气卷入或润滑过度导致。可通过真空压铸减少气体残留，或降低脱模剂用量。

冷隔：金属液流动中断造成表面裂纹。需提高模具局部温度，优化流道设计使金属液平稳流动。

缩松：厚大部位因补缩不足出现疏松。延长保压时间，增设冒口或加大溢流槽容积。

裂纹：冷却速度过快引发热应力。调整模具冷却速率，增加圆角过渡以分散应力集中。

五、后处理工艺

1. 基础处理

去除毛刺：人工或振动磨床打磨飞边，注意保护基准面精度。

热处理：对要求高强度的零件进行T6时效处理（固溶+人工时效），提高屈服强度。

表面清理：喷砂或抛丸去除氧化皮，露出金属本色。

2. 表面强化

阳极氧化：在硫酸溶液中通电生成致密氧化铝膜，厚度可控，增强耐腐蚀性。

电镀/化学镀：镀镍或铬层提升耐磨性，用于装饰性零件。

微弧氧化：通过等离子体放电形成陶瓷质涂层，适合航空航天部件。

六、应用领域与特点

汽车行业：发动机缸体、变速箱壳体、新能源汽车电池包框架，兼顾轻量化与高强度。

消费电子：手机中框、笔记本外壳，要求尺寸精度高、表面光洁。

工业部件：齿轮箱、泵体、阀门，利用压铸工艺实现复杂结构一体化成型。

七、发展趋势

智能化升级：物联网技术集成，实现生产过程全追溯与自适应调控。

绿色制造：推广再生铝材利用，开发无溶剂脱模剂减少污染。

超大型化：开发万吨级压铸机，支持整车底盘等超大件一体化生产。

该工艺通过精准控制金属流动与凝固过程，结合现代数控技术，可在短时间批量生产高精度、薄壁复杂的铝合金零件，是现代制造业不可或缺的核心成形技术。