刘 东
重庆大江美利信压铸有限责任公司

 

摘 要：随着重庆地区压铸技术不断提高，与外界先进企业交流增多，许多企业铸件的内部质量得到提升：由过去的单纯靠压铸工艺控制，发展到目前由压铸工艺、二类工装、铝水质量、控制模具等综合手段来保证。16949质量体系要求公司领导重视并参与，确保质量管理体系所需的过程得到建立、实施和保持。本文试图以自己的工作经历来说明压铸件内部质量控制的一些要点。
关键词：工艺控制；二类工装；模具评审；领导参与
1 重庆压铸发展
八十年代中期，摩托车在重庆起步。当时只有几家国有企业具有压铸能力，模具质量整体差；压铸机吨位小，性能不是太好，产品内部质量控制不好。随着摩托车、通机产品的普及，特别是一些民营压铸企业在重庆迅猛发展，重庆的摩托车产量一度占到全国的一半以上。他们学习了沿海先进的管理方法，引进国内外先进设备，整合了内部质量的管理方法，在产品的产量和质量方面，给重庆带来了新的革命。近年汽配、通信、外贸产品的需求增加，内部质量要求更高，性能先进的压铸机、熔炼设备得到广泛运用；模具三维造型、真空技术、细芯点冷、局部增压等新技术得到推广，探伤机已成为检查内部质量的常规设备，产品内部质量得到长足发展。高科技、高投入，固然能带来好的回报，但目前我们的大多数企业生产的是一些通用的产品，质量要求不是特别高，在投入不大的情况下提高内部质量，是我们工作的重点。
2 产品内部质量控制
我从事压铸工艺工作多年，一直想通过调试压铸工艺来保证产品的内部质量。工作中发现，影响产品内部质量的不仅仅是压铸工艺，生产过程不受控、不合格的二类工装、模具问题对内部质量的影响更大。下面就上述的几个问题探讨产品内部质量的控制。
2.1 过程控制
产品过程控制，必须是原材料、熔炼、压铸工艺、模具、设备、后工序处理等生产的全过程都得到控制，生产出来的产品质量才会有保障。重要的节点，如原材料成分合格，杂质少；熔炼按工艺执行；模具的浇注系统合理，工艺调节范围大；压铸机的增压和快压能够及时输出并保证压力等等，生产过程必须有严格的控制制度，有过程记录。
不按工艺熔炼铝水，导致产品的裂纹倾向大、浇口易缺料。许多厂家都是以延长二快行程、提高保温炉温度或者减少内浇口厚度来缓解浇口缺料问题，但对因铝水质量产生的裂纹，常常归结为产品的结构问题，没有好的解决办法。先进的压铸机，压铸的过程和参数都可以显示出来，可以直观的判断压铸的过程和参数是否异常；对一般压铸机，可通过观察压射的压力表和系统压力表来判断压射过程是否异常。对压铸工艺过程和参数有一套严格的管理制度，对提高内部质量是必须的。模具必须从设计、使用、保养各个环节控制好。对模具认识不足，就不能从根本上控制产品的内部质量。
2.2 二类工装
生产过程中，二类工装对产品的内部质量影响很大。我们通过学习重庆的先进企业，合理使用冷却水，规范二类工装管理，解决了许多内部质量问题。二类工装影响内部质量，主要是熔杯、冲头卡滞导致的压力损失，此外二类工装对生产效率的影响也很大。
2.2.1 下图 1 为压射过程中，冲头在熔杯内移动的示意图。熔杯和冲头一直在高温下工作，容易磨损，熔杯、冲头、压射杆和浇口套必须要进行冷却；又因为冲头是高速在熔杯内移动，同心度要求高。

图 2 和图 3 为为某公司冲头和熔杯的图例示范，图中对同轴度有明确的要求。
 

2.2.2 整体熔杯
整体熔杯相对分体熔杯，优点是：不用将熔杯与浇口套精确对位，模具安装方便，减少一个卡冲头的环节；对磨损不大的熔杯，可以通过磨内圆再利用。重庆的许多厂家已经将分体熔杯改进为整体熔杯。
2.2.3 二类工装的管理
熔杯、冲头和压射杆等必须在专业的厂家进行制作，并对硬度、同心度等重要指标进行入厂验收。熔杯、冲头等易损件应定期进行评估，有适当库存。有的厂家新熔杯内径做的小尺寸，磨损后磨内圆再利用；新冲头外径做的大尺寸，车外圆后再利用，成本节约不少。不恰当的成本节约，会产生许多内部质量问题。
2.3 模具改进和评审
2.3.1 模具改进
模具原因导致的内部质量问题占了产品内部质量问题的 60-70%。但在一些小企业，一般
都是老板签合同，订购模具，技术人员无法参与前期的模具工作，只能被动地反复修模，产量和内部质量无法保证。我们在反复修模的过程中，对模具浇注系统的理解得到提高，已经由反复修理模具上升到参与模具的设计、制作过程，真正做到从模具的设计开始控制产品内部质量。几乎所有厂家都要进行模具改进工作，对压铸的理解不同，改进效果差异大。许多压铸资料已经对压铸常见缺陷及对策进行了叙述，现仅对几个易产生分歧的问题进行讨论：
1）气孔、缩孔。
对气孔和缩孔问题，首先是运用浇注系统的基本设计原理，结合产品，对产品的浇道进行分析。浇口设计的时候，应该从厚壁部位填充；主浇道从重要部位通过，朝向要求较高的末端部位；在气孔、缩孔部位增加一浇口，使其在压力下凝固。

上面左图为汽车上的一个支架，图示要求为用户要求。为满足用户要求，我们做了几种方案，最终选择了右图所示的进浇方式。经生产验证，内部质量完全达到要求。

上面左图是汽车上的一个盖子，前期因图示原因报废比例 10%。经讨论，我们进行了右图所示的浇道修改，机加验证报废比例减少到 2-3%。在制作新模具时，我们使用改进后的浇道方案，改进效果明显，产量和质量都得到提升。
2）抛丸起层。对于排气不良引起的抛丸起层，一般都能通过开设合理的排气槽解决。对于填充速度不一引起的抛丸起层，解决起来难度较大。一般的解决方案是：合理设计浇道，避免在产品内部产生大量卷气；尽量从一个方向填充，避免铝水相互冲击卷气；调节各浇道填充速度，尽量同步达到产品末端，避免浇道提前填充集渣包；排气量足够等等。
3）排气。要用浇口、集渣包、排气槽齐全的产品进行分析。各类参考书的排气量标准一般为内浇口截面积的 15%-30%，我们的经验是达到10%以上时，排气效果比较好。排气通畅不仅能解决产品远端的成型、气孔问题，对降低产品的压铸压力、提高工艺调节范围，作用也十分明显。
2.3.2 模具评审
模具评审的基本程序是：1）根据用户的要求，分析产品的重点控制点。2）根据产品的特性和控制要点，讨论需要的机型、模具尺寸、浇注系统方案等。3）与模具厂家讨论方案的可行性，然后按进度实施。在模具的评审中应注意模具的强度和浇注系统的讨论。
模具的强度包括模具的模芯模框尺寸和大小、支撑柱、封水面等，是否符合模具正常生产的要求。模具的强度不合格，很难找到有效的补救措施。模具的浇注系统决定了产品的成型性能、内部质量、工艺性能，对压铸生产起决定性的作用。（.......）