文：重庆美利信科技股份有限公司 汪学
摘要：压铸件生产过程中由于受工艺条件本身的限制，在铸件内部难免产生一些大小不等的气孔、缩孔等缺陷；特别是压铸件的厚大部位的内部缩孔、缩松的产生是难以避免的，本文通过一个实例，对解决压铸件厚大部位的内部缺陷的问题提供了一个新途径。
关键词：活块；缩孔；压铸件；改进
1、铸件现状分析
铝合金压铸的盖子铸件，材质要求： AlSi12；尺寸为：230X198X75，毛坯重量1.2Kg；最大壁厚8mm，最小壁厚1.9mm，平均壁厚：3.5mm； 原铸件毛坯图如图1所示。
产品功能及ID设计的需要，外侧面为平面，内侧是毛坯压铸面，在加了拔模斜度后，产品壁厚多处非常大8mm，同时产品的装配空间减小，这就存在一个矛盾，一般解决方案是通过机加去掉材料，但是加工去除材料太多，需要加工5mm，大量气孔暴露出来，根据类似产品估计，气孔很难控制在Φ3以内，如果气孔与外侧壁较近，存在泄漏风险，这种风险不易识别，如果增加试漏，额外投入较大试漏工装和试漏工序成本。
依据客户的毛坯件设计，该产品需要采用压铸工艺进行生产，按客户设计的从内腔3面行减厚大位置的壁厚，减壁厚毛坯图，如图2所示。
2、压铸工艺的特点
所谓压铸是在压铸机上进行的金属型压力铸造的简称，铸造时，将液态合金在高速、高压下，充填型腔，并在高压下成形、凝固形成铸件，是目前生产效率最高的铸造工艺；压铸过程的高比压填充，大大地提高了合金的流动性，金属液结晶凝固又是在压力作用下发生，因此，压铸件的主要特性有：
(1) 高压下成型，产品致密性高，产品机械强度及表面硬度高，但产品的延伸率较低。
(2) 产品充型快，冷却时间短，生产效率高，批量生产时，成本低。
(3) 产品表面粗糙，甚至可达Ra1.6-6.3。
(4) 可生产壁厚较薄的零件。
(5) 充型快，内部卷入气体多，产品气孔较多。
(6) 不可热处理。热处理时内部气体会膨胀，导致产品出现鼓包或裂开等缺陷。
(7) 表面存在一个厚约0.5-0.8mm 的致密层，故加工余量小（一般在 0.5mm），加工量过大会使表面致密层破坏，导致产品强度降低，且易使机加表面出现气孔、缩孔等缺陷。
由上述压铸件的特点可知，在压铸件厚达8mm 的部位，内腔进行机加深达5mm以上，内部会出现严重缩孔、缩松、气孔等缺陷。
压铸件内部缩孔、缩松、气孔现象存在的原因有：
(1) 压铸件使用的铝合金除渣、除气不够，铝液中包含的气体含量高；
(2) 产品压铸时模具表面残留脱模剂未挥发完全，和铝液接触时，产生气体；
(3) 合金浇铸温度过高，模具温度梯度分布不合理；
(4) 内浇口设计过薄，面积过小，过早凝固，不利于压力传递和金属液补缩；
(5) 铸件本身的设计不合理，存在难以补缩的热节。
(6）压射比压低，增压压力过低，造成了局部热节补缩不良
那么，能否从工艺上加以解决，使铸件质量达到客户要求呢？
众所周知，固态铝合金的密度为2.7X103 kg/m3，而液态铝合金的密度一般在2.4 X 103kg/m3左右，金属熔体充满型腔后,由液态转变成固态时，因密度的差异，必然发生相变收缩；压铸件是从外向内冷却凝固，这个特点决定了当铸件壁厚较大时，模具浇口部位较薄，提前凝固，厚大部位的中心区域因浇口凝固，得不到有效地补缩，内部必然会产生缩孔、缩松等问题；这就是压铸件缩孔缩松现象产生的根本原因。
因此,对铝合金压铸件来说,特别是就厚大的压铸件,铸件内部存在缩孔缩松问题是必然的，理论上是很难避免。
3、解决压铸件缩孔缩松缺陷的途径
由缩孔、缩松产生的原因可知，从工艺原理上说,解决铸件缩孔缩松缺陷，只能按照通过补缩的指导思想进行；长期以来，人们进行了大量的实验工作，对压铸机进行改造、对工艺进行改进。虽然对于壁厚适中的铸件能够从工艺上、设备上采取措施，得到改善，然而，铝合金液态凝固过程的相变收缩,是一种必然的物理的现象,不能违背这种自然规律；对于壁厚较厚的压铸件来说，只能遵循它的规律,采取适当的方式来解决这个问题。
因此，从理论上讲压铸件缩孔、缩松问题，无法从压铸工艺本身得到彻底解决,要彻底解决这个问题,只能超越该工艺,另外寻求解决的办法。
3.1 嵌入活块法的解决途径
从压铸工艺本身不能不能来解决的问题，能否从模具结构上来解决呢？
从压铸件经常使用嵌件来改变局部的使用性能得到启发，我们完全可以在铸件内部嵌入一个活动活块，预先将活块嵌入模具内和铝合金包围成型出来，待产品压铸成型后敲出活块，活块做下一模备用，活块反复利用，即降低生产成本，产品也减重到达0.37Kg，根据这个思路，我们在压铸模具上选取了一个位置，新增了一些定位位置，专门用于制作活块的H3材料，改进后，每模生产一个产品用3件活块，改进后的带活块毛坯图，如图3所示。
3.2 活块在装如模具过程中活块的固定
活块嵌入模具后，在后续的压铸过程时，对活块在高压铝水冲击下，活块发生位移时，活块会被卡死在压铸件里面无法取出，因此，必须在活块结构设置固定结构，防止活块的移动； 如图4所示，我们在3个活块的定位上设置了3个燕尾结构，在放入压铸模时起定位作用，用于防止活块在压铸过程中的发生移动。
经过对零件做活块进行处理后，取消机加过程中后，产品重量得到减轻，表面质量达到了客户的质量要求。
4、用活块解决局部厚大壁厚的适用条件
从结构上，很多产品存在这种大壁厚结构，压铸工艺造成模具不适合做内抽滑块，很多时候客户只能在工业设计，产品外形和成本做出平衡，活块技术为解决这个矛盾提供了一种解决方案，在采用活块工艺时，需要解决工艺上存在的一些问题，如压铸节拍的影响，产品在未冷却情况下取出活块，产品变形造成活块卡死等等。
在一些项目总体需求量不大的情况适用，在壁厚特别大，产品整体结构相对不是特别复杂的情况下比较适用。因为相应活块壁厚可以做较大。产品结构复杂时，所用滑块太多，则容易出故障。
5、结束语
本文通过此次对模具嵌入活块的改进表明，解决压铸件局部壁厚处的表面质量，采用嵌入活块法是一个不错的选择，采用此法后相对减小了铸件的机加余量，保留了铸件表层的致密层来满足了铸件的使用要求。
