文：重庆长安汽车股份有限公司江北发动机工厂 余效平、张建基、郑黎峰、韩源吉、李涛、李轲、王福杰、刘伟江、王华林

摘要：本文介绍了长安汽车某铸造车间压铸模具漏水问题的解决过程。通过对生产过程中出现的漏水现象及原因进行分析，制定相关措施，并对模具 FMEA 进行了更新优化。

关键词：压铸模具；漏水；质量；FMEA

1、引言

高压压铸是一种近净成型制造工艺，成型过程为将熔融金属高速射入金属型并使之在高压下凝固。压铸成型时，高温的金属溶液被压入模具型腔，通过与模具的热交换冷却成形，压铸模具作为在压铸生产过程中重要的组成部分，要吸收高温金属溶液带来的热量，同时又通过空间与压铸机进行热交换。因此，随着压铸过程的进行，模温会迅速上升。若模具温度过高，便会影响到铸件质量和模具寿命。为了进行正常的压铸生产，必须维持模具温度基本恒定。通常采用的模具冷却方法有：延长压铸周期、喷涂脱模剂或在模具中开冷却水道通过循环水进行冷却。延长压铸周期会造成生产效率的降低，喷涂脱模剂效果有限，因此采用通水冷却便成为模具冷却的主要方法。

目前冷却管的使用方式有以下几种：定点冷却式、直线冷却式和循环回路冷却式。一般来说，型芯以及局部壁厚较厚的部位采用定点式冷却，对整个镶块、滑块的冷却，则多采用直线式和循环式冷却。基于高压循环水的定点冷却工艺的优点在于：

1、结构简单，冷却效果好，加工成本低，加工维修方便；

2、在试模后调整温度梯度时极为有效，可随时增添及位置调整；

3、可有效控制冷却点距模具型腔表面的距离，从而有效控制模温。

虽优点多多，但同时也带来了一个难题，如何用好它，结合模具的实际状况预防性维护时该如何去要求，本期笔者就以案例引入来浅析压铸模具失效分析改善。

2、背景介绍

长安汽车某铸造车间压铸单元模具停机占总停机时间57%，模具停机次数 40%是因模具冷却水泄漏造成。严重影响生产线 MTBF。据统计车间压铸模具月平均漏水故障就达30余次，平均单机漏水间隔模次仅160模次左右，模具漏水问题已严重影响车间生产平顺和日工单的完成，加之断续生产造成生产内部报废率高，增加了生产成本。再者吊装模具安全风险极大。

该铸造车间生产的发动机的缸体属于高强度、薄壁复杂铸件，对铸造工艺有较高要求。模具内部使用循环水冷却以及高压点冷进行局部型芯冷却，同时辅以模温机使用，保证模具温度150℃-250℃范围。

3、漏水的主要表现及原因分析

对现有模具故障进行统计、梳理，模具冷却水泄漏的主要表现为：1、高压点冷密封圈漏水；2、冷却管爆管；3、镶块堵头渗水。

通过现象倒推模具维护过程，利用鱼骨图确定可能的因子。运用6Sigma分析工具对点冷管尺寸、密封圈尺寸、材料、点冷胶管尺寸、水冷堵头结构进行数据收集（包括收集过程测量系统分析），查找根本原因、制定措施，降低漏水次数，减少停机时间。优化模具维护标准，建立模具 FMEA。

1）点冷管尺寸：随机选取50根车间现用点冷管进行编号、测量冷却管槽位尺寸，利用过程能力分析，确认点冷管尺寸稳定性。

2）密封圈尺寸、材料：由于密封圈没有材质、尺寸标准，对现场模修组使用的所有密封圈进行统计筛选，利用投影仪测量密封圈尺寸并记录，选取1根点冷管（尺寸中型φ4.07mm）和标准型芯（实验过程中型芯不变），将不同规格密封圈依次安装在点冷管上，并装配进型芯尾部进行，拔插实验（5次/根）。然后将三种不同规格密封圈依次安装在点冷管上，增加一次表面涂油要求，再装配进型芯尾部进行拔插实验（5次/根）。利用选择大、中、小点冷管尺寸和所有规格的密封圈分别进行10组试用压力实验，均出现有轻微晃动点冷管密封圈无法正常封气、沉水冒泡现象。对失效模具进行进一步解体查看，发现即使没有漏水的密封圈仍存在破损、变形情况，有潜在漏水风险。

3）点冷胶管尺寸：对点冷管进行切面壁厚测量，共切30个截面进行测量，记录壁厚最小值。通过对一批次点冷胶管最小壁厚的测量后，选择3副模具安装后进行再现验证。

4）水冷堵头结构：模具镶块冷却水堵头采用过盈配合方式，镶块在进行回火去应力后由于热胀冷缩，过盈堵头会出现失效漏水，因此从堵头的结构进行了优化改进。

4、改进措施及固化

通过分析阶段对13个影响因子进行分析，7个影响因子有快赢措施实施了改进，6个关键因子通过陆续验证确定了5项其改进方案。通过对潜在失效模式分析，采取必要的改进和控制措施，RPN值大幅降低，提高了产品的质量和过程可靠性。同时在后期的生产中不断对失效模式进行收集分析，持续更新模具维护FMEA。

5、效果与结论

通过提升改进，车间压铸单元模具月平均漏水故障降至5 次以下，平均单机漏水间隔模次超过4500模次。

1）FMEA 作为产品设计阶段和过程设计阶段不可缺少的部分，铸造模具直接影响产品，属于过程管控一个重要环节，就应该建立模具FMEA 档案，弥补现行的空白。

2）搭建共享平台，在以后的新品生产线建设上，可先植入老线的模具FMEA，提早采取应对措施，避免同类问题的出现，持续更新完善。