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摘要：铝合金缸体压铸件的质量缺陷主要是气孔、缩孔、裂纹、欠铸等。下面以某压铸铝合金缸体为例，针对不同的部位和缺陷，提出了解决这些质量问题的思路、对策和消除缺陷的具体措施。
关键词：铝合金；压铸；质量缺陷；改善措施
一、引言
压力铸造（简称压铸）是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸模具型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。压铸是在高压高速下注入金属熔液，可制造形状复杂的薄壁件，获得的铸件晶粒细，组织致密，强度较高，且压铸的生产率高，因此压铸件广泛应用于汽车、仪器仪表、计算机、医疗器械等制造业，如发动机汽缸体、汽缸盖、仪表和照相机的壳体与支架、管接头、齿轮等零件。用于压铸的材料主要有铝合金、锌合金、铜合金和镁合金等。下面对常见缺陷进行分析。
二、铝合金压铸零件的质量缺陷分析
气孔是指在压铸件内部或表面出现的大小不等的孔眼、空穴，有光滑的表面，形状多为圆形。气孔的产生会导致压铸件硬度不足和影响表面美观。气孔的来源主要为压铸过程中卷入的气体或铝液析气。
2.1压铸铝合金缸体螺栓孔周边的气孔现象
压铸铝合金缸体上有很多螺栓孔、油孔以及各种安装孔，这些直接影响发动机的装配质量和使用性能，在压铸过程中需要严格控制其质量。气孔如图1中黑圈所示。
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产生原因：
铝合金缸体压铸时由于液态金属充填型腔速度高，模具型腔内的气体不易排出，容易残留在铝液中，铝液冷却凝固后残留的气体在铸件内形成很小的气泡，即气孔，直径一般不大于ϕ1mm；压铸模具内型芯周围和壁厚变化较大的位置，铝液流动性不稳定，容易产生气孔，这也是铸件螺栓孔周围气孔较多的原因。
解决措施：
螺栓孔周围的气孔很小，小于螺纹长度1/3，且不在螺纹区域，对扭矩没有影响，不会影响其使用性能，可以不用解决该处的气孔问题。
2.2缩孔
缩孔是指压铸件厚截面处出现形状不规则的孔眼，孔的内壁粗糙。压铸生产后对缸体的主轴承螺栓孔和上下缸体螺栓孔区域进行剖切，发现预铸孔的底部有较大的气孔和缩孔，如图1中白圈所示。对压铸铝合金缸体的水泵壳体区域进行剖切，发现水泵壳体和缸体之间的连接处有很大的缩孔，缩孔的最长部分超过20mm，如图2中白圈所示：
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产生原因：
在压铸过程中铝液被压入并充满型腔后铝液开始凝固，由于模具表面的温度较低并且伴有水冷，铝液先从与模具接触的表面开始凝固，在最外面先形成一层硬壳，然后逐渐向内开始凝固。由于热胀冷缩的原理，铝液随着温度的降低逐渐收缩体积变小，但铸件的外表面已经形成了一层密封的硬壳，所以随着铝液的逐渐凝固，在最后凝固的位置会形成一些中空的空间，即缩孔，且缩孔总是在壁厚较厚位置的热节位置。
改善措施：
消除缩孔的方法可通过减少缩孔所在区域的壁厚，使其能够快速均匀的凝固来实现，也可通过对铸件和模具结构进行优化来实现。
重新分析剖面的结构发现在螺栓孔表面附近的3~4mm区域内没有气孔和缩孔出现。这是因为凝固时该区域由于型芯的冷却作用最先凝固，形成了一层致密的材料。根据这一现象，可以加深铸件螺栓孔并利用这一致密层作为螺纹的加工区域。改善之后的效果如图3中黑色曲线内部区域所示，缩孔区域已经明显缩小并且在螺纹区域之外。在保留水泵壳体和缸体原有结构的前提下，经过综合考虑，在该区域的模具上增加冷却水路，加强冷却，加快铝液的凝固速度，以减小缩孔的体积，并把缩孔控制在中心区域，避免缩孔离水路或油路过近造成泄漏。采取该措施后，水泵壳体附近缩孔得到明显改善。
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2.3裂纹
铝合金压铸件的基体被破坏或断开，形成细长的缝隙，呈直线状或波浪形的纹路等不规则形状，在外力作用下有发展的趋势，这种缺陷称为裂纹。
裂纹产生原因：有很多种，如合金成分，压铸模的模腔整体温度不合理；铝合金压铸件壁厚、薄处存有剧烈变化之处，收缩受阻，尖角位形成应力；工艺参数不合理等。
改善措施：正确控制合金成分，在某些情况下可在合金中加纯铝锭以降低合金中含镁量或铝合金中加铝硅中间合金以提高硅含量；改变铝合金压铸件结构，加大圆角，改变起模斜度，减少壁厚差；变更或增加顶出位置，使顶出受力均匀；缩短开模及抽芯时间；控制模温，保持模具热平衡。
2.4欠铸
欠铸也称浇不足、轮廓不清、边角残缺，指压铸零件成形过程中出现金属液未充满型腔，铸件上出现填充不完整的部位。
产生原因：图5中圆圈所示的缸体第三主轴承座和水泵壳体位置填充时间明显慢于其他位置。第三主轴承座区域填充较慢主要是因为两侧与曲轴箱连接的位置壁厚较薄，不利于铝液流通；水泵区域填充较慢是因为水泵在整个压铸系统的末端，铝液流通距离较长，因而在这些区域出现欠铸缺陷。
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改善措施：
将缸体第三主轴承座区域壁厚由4mm增加到5mm，进而加大铝液的流通面积，加快填充速度；将水泵区域下部的加强筋高度和厚度增大，相当于增加了一个到水泵的浇道。采取措施后，改善了第三主轴承座和水泵区域的欠铸质量问题。
三、结束语
在铝合金压铸零件生产过程中，由于铝合金熔点低，在高温下极易氧化和吸气，填充速度快，且散热较差，容易出现各种缺陷，如气孔、缩孔、裂纹、欠铸等。文章结合生产实际，对压铸铝合金零件出现的这些质量问题进行了分析和改善。最终目的是生产出合格的铝合金压铸零件，避免实际浇铸的成本浪费，满足企业实际生产需求，为企业带来显著的经济效益。
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