广东鸿图南通压铸有限公司 江苏省南通市 226300
摘要：铝合金压铸零件具有质量好、重量轻、精度高等多种优势，但在生产过程中容易受多方面因素影响而出现质量问题。想要提高其零件生产质量，就要探索产生质量问题的真正原因，并针对性提出改善策略，在保证铝合金压铸零件满足生产需求的同时降低企业成本。铸造铝合金是传统金属材料的重要组成之一。现代化工业制造业发展势头迅猛，对铝合金压铸零件的质量和精度提出更高要求。然而，受多种因素影响，铝合金压铸零件容易产生裂缝、气孔等缺陷，无法充分满足各行各业的发展需求。基于此，针对铝合金压铸零件的质量缺陷展开分析，并提出针对性改善策略。
关键词：铝合金；压铸；零件；质量缺陷；改善策略
一、铝合金压铸简介
铝是一种金属元素，在地壳中分布范围较广，并且存储量较大，属于节能环保型资源。铝合金是金属材料中的重要组成部分，具有密度小、成本低、导热性强、比强度高等多种优势，并且已成形，能够加工成多样化型材。铝合金以其质量轻、熔点高的特点受到各行各业的高度关注，从质量轻方面分析，适用于航空、航天等制造需求。
二、铝合金压铸零件的质量问题和影响因素分析
2.1 气孔缺陷
铝合金压铸零件产生气孔，主要是零件压铸过程中卷入气体或者铝液析气，导致表面或内部产生大小不一的孔洞。这些孔洞以圆形为主，气孔的存在不仅使铝合金零件的美观性较差，还会直接影响零件硬度。压铸铝合金缸体中存在诸多气孔缺陷，其中包括安装孔、螺栓孔等。这些气孔会直接对发动机产生负面影响，不利于保证其性能和质量，需要在压铸过程中做好质量控制工作。
2.1 原因分析：
铝合金缸体在压铸时，需要在高温作用下使铝合金变成液态或半液态，并填充到模具型腔中。然而，由于填充速度过快，部分气体难以排除。待铝合金凝固成形后，没有排除的气体便形成了大小不一的气孔。在压铸厚度变化较大的部位时，铝合金液体状态在流动过程中缺乏稳定性，会导致铝合金缸体压铸周围产生气孔，通常气孔的直径小于1mm。另外，螺栓周围产生的气孔相对较小，通常不会产生在螺纹位置，所以不会直接影响螺栓的扭矩。
2.2 缩孔缺陷
铝合金压铸零件产生缩孔现象，是指零件厚截面位置产生大小不一、形状各异的孔眼，并且孔眼中的内壁不平滑。压铸零件产生缩孔现象，会使零件内部组织稀疏，直接影响零件的强度和功能性。产生缩孔的主要原因是在铝合金液体填充模具型腔后会产生收缩现象，如果没有及时补充将会产生缩孔。结合实际情况来看，缩孔通常多出现在薄厚不一的零件中。
原因分析：
铝合金压铸零件需要在高温作用下将液体填充到模具型腔中，后通过压实作用使其凝固成形。然而，零件在凝固过程中，由于模具表面温度相对较低，因此铝合金液体会最先从模具接触面开始凝固，而后逐渐向内部凝固[3]。受温度影响，铝合金零件在凝固过程中体积会缩小，而此时零件的外表面已经凝固成形，并且硬度较高。在内部铝合金液体逐渐凝固过程中，会在最后凝固位置形成缩孔。
2.3 夹杂缺陷
铝合金在高温熔炼过程中会产生各种重元素，这些重元素长期堆积形成固态化合物大量沉积到炉床中形成炉渣。这些炉渣含有铁、锰、铬成分，在温度作用下会形成结构较硬的晶体。在零件压铸过程中，晶体会掺杂到铝合金液体中形成夹杂缺陷。另外，铁、锰、铬晶体熔点高，因此在高温作用下通常不会产生变化，这也是其在炉床上的沉积量越来越大的原因之一。炉渣沉积会直接影响铝合金压铸零件质量，如在铝合金压铸零件过程中，炉渣会增加零件的硬质点，从而降低铝合金液体的流动性。结合实际情况来看，一旦铁锰铬化合，可以将含铁量较多的压铸零件的组织从针状变为立方晶体，有利于全面提高压铸零件的硬度和强度。
零件压铸夹杂的氧化物有一次氧化物和二次氧化物两种。其中，一次氧化物主要是指铝合金在高温熔炼过程中没有打渣，导致大量氧化物残留在铝合金液体中，使其直接与零件同时压铸。二次氧化物是指在零件压铸过程中紊流和空气接触产生的化合物，进入铝合金液体后与零件同时压铸。
2.4 裂缝缺陷
在零件压铸过程中，如果铝合金中含有大量镁元素，则会提高铝合金的黏模性。这种情况会导致顶出过程中拉模严重，从而产生裂缝。另外，如果铝合金成分没有变化，在高温作用下，也会导致压铸零件产生裂缝，同时周围伴有缩松问题。与此同时，在铝合金压铸零件凝固成形过程中，受冷却顺序的影响，会导致零件内外收缩产生拉应力，这也是导致零件产生裂缝现象的主要原因之一。
三、解决措施
3.1 气孔改善措施
在铝合金压铸零件过程中，如果模具的排气通道设计不合理或排气孔不通畅，会导致大量气体无法排除。另外，铝合金浇铸系统设计也要科学、合理，保证零件在压铸过程中的截面积越来越小。同时，在铝合金压铸零件时可以适当选择精炼剂，保证发生反应时气泡均匀，然后可以利用物理吸附的方式将气泡排出。除此之外，在铝合金压铸零件过程中可以适当调整速度，并确认离型剂的喷涂量。
3.2 缩孔改善措施
想要消除铝合金压铸零件缩孔问题，可以适当减少零件缩孔位置的壁厚，从而使其在均匀状态下凝固成形，也可以优化和完善零件模具消除缩孔。然而，在一些工业制造过程，对零件精度要求相对较高，无法采用减少壁厚的方式消除缩孔，此时可以采用增加预制孔深度的方式。结合工艺角度进行分析，可以在产生缩孔位置对应的模具位置增加冷却水路，提高其冷却效果和零件凝固速度，从而有效减少缩孔产生，同时将缩孔控制在零件非重要位置。
3.3夹杂改进措施
首先，在铝合金压铸零件过程中，需要将铝的成分含量控制在合理范围内，保证重金属含量符合标准，同时强化材料审核工作。其次，定期清理铝合金熔炼炉床，避免炉渣沉积。在运转铝合金液体过程中需要尽可能减少震动，一方面能够有效避免氧化物与铝合金液体掺杂，另一方面能够降低其与空气接触从而产生氧化物。最后，所有的待转铝合金液体都要进行打渣处理，如果需要连续投入铝合金材料熔炼，则需要结合具体情况设置打渣时间。在浇注时要降低速度，避免其形成紊流。
3.4裂缝改善措施
在铝合金压铸零件过程中，如果其中镁元素含量过高，可以适当添加纯铝锭，中和铝合金成分，有效提高其硅含量，降低其镁含量。为避免模具温度过高产生裂缝问题，可以在模具中增加冷却装置，有效降低模具温度，使其温度控制在平衡状态。为避免铝合金零件在顶出过程中受拉模力度大影响产生裂缝，可以在零件制造过程中适当改变零件结构，从而降低零件出模的难度。
四、结语
针对铝合金压铸零件时产生气孔、缩孔、夹杂、裂缝等质量问题的原因进行分析，并针对性提出解决措施，希望能够为提高零件压铸水平奠定良好基础。现如今，铝合金已经成为汽车、航空、航天等行业工业制造的重要材料，对其进行深入分析对推动工业制造业长远发展具有一定的现实意义。
参考文献
[1]何仕贤.铝合金压铸件缺陷分析及对策和压铸技术新发展[J].居舍，2018，（19）：194.
[2]李光辉.铝合金筋类零件锻造缺陷分析[J].冶金与材料，2018，（6）：177，179.
[3]蔡红强.铝合金零件压铸关键技术的分析[J].科技创新与应用，2018，（17）：115-116.
[4]杨兴国.铝合金压铸件内部缩孔分析及对策[J].特种铸造及有色合金，2018，（10）：38-40