壓鑄模具溫度與產(chǎn)品氣縮孔的案例分析

重慶瑞通精工科技股份有限公司

許蘭波 汪松

關(guān)鍵詞：氣縮孔，溫度，缺陷轉(zhuǎn)移

摘要：汽車自動變速器上應(yīng)用的鋁合金液壓閥體產(chǎn)品，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，油路筋骨曲折，且壁厚差異大，壓鑄工藝性差，極易形成困氣，縮松缺陷，從而給模具方案設(shè)計，壓鑄生產(chǎn)過程的管控帶來極大的挑戰(zhàn)。

前言

我司某款液壓閥體產(chǎn)品不良率居高不下，不合格品達(dá)50%。其報廢的主要原因就是機(jī)加工后暴露產(chǎn)品內(nèi)部氣縮孔缺陷。本文從多個維度闡述氣縮孔形成的機(jī)理，巧妙應(yīng)用冷卻水控制模溫，轉(zhuǎn)移缺陷，提升產(chǎn)品合格率。

1.產(chǎn)品特征
尺寸：240*180㎜
材料：ADC12
工藝：壓鑄

2.缺陷位置：軸承孔底部，見“圖一”；

3.產(chǎn)品不良率：47.5%，不良原因：氣縮孔。

圖一 軸承孔固定缺陷區(qū)域

01.缺陷形成機(jī)理分析

通過產(chǎn)品三維與缺陷產(chǎn)品實(shí)物剖切發(fā)現(xiàn)，軸承孔缺陷位置壁厚明顯較其它部位厚大。結(jié)合模流軟件分析料液追蹤，溫度，折疊氧化物以及含氣量結(jié)果顯示，軸承孔存在兩股金屬流交匯填充現(xiàn)象，且區(qū)域熱容量大，屬于最后凝固的部位。在凝固過程中，金屬液由液態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，產(chǎn)生體積收縮，該區(qū)域殘留氣體被吸入收縮空腔。而其它壁薄區(qū)域優(yōu)先凝固，使填充補(bǔ)縮通道堵塞，故形成氣縮孔缺陷。見“圖二”

圖二 模流軟件分析視圖

A：料液追蹤；B：溫度；C：折疊氧化物；D：含氣量

02.改善方案及驗(yàn)證

經(jīng)過上述缺陷形成機(jī)理分析，當(dāng)前產(chǎn)品結(jié)構(gòu)已無法實(shí)施優(yōu)化。本著改善對策由易到難的解決思路，首先從工藝上嘗試改善，逐步調(diào)整軸承孔厚大部位模溫，使軸承孔缺陷區(qū)凝固順序發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)缺陷轉(zhuǎn)移，機(jī)加不暴露缺陷（產(chǎn)品內(nèi)部缺陷存在，但不影響產(chǎn)品性能）。由此，針對軸承孔厚大區(qū)域進(jìn)行四次溫度調(diào)整，并在其它工藝條件不變的條件下開展以下實(shí)驗(yàn)：

1.關(guān)閉軸承孔點(diǎn)冷并減少噴涂量，使其溫度處于220℃-240℃之間；

2.關(guān)閉軸承孔點(diǎn)冷并增加噴涂量，使其溫度處于190℃-210℃之間；

3.啟用軸承孔點(diǎn)冷，通過增加點(diǎn)冷通水時間，使其溫度處于150℃-170℃之間；

4.軸承孔冷卻水改為長通，溫度處于90-110之間；見“圖三”

圖三 調(diào)整軸承孔區(qū)域溫度

A：標(biāo)定220.3℃；B：標(biāo)定201.2℃；C：標(biāo)定153.2℃；D：標(biāo)定105.2℃

每次溫度調(diào)整后，采用熱成像儀測量確認(rèn)，在達(dá)到需求溫度情況下各生產(chǎn)100件，同步探傷確認(rèn)軸承孔區(qū)域缺陷變化，分別進(jìn)行加工驗(yàn)證，并在合格品中隨機(jī)抽取進(jìn)行剖切，確認(rèn)缺陷離加工面深度，見“表一”與“圖四”，“圖五”。

表一 模溫調(diào)整驗(yàn)證結(jié)果

圖四 軸承孔底部孔缺陷轉(zhuǎn)移至側(cè)壁

圖五 軸承孔側(cè)向剖切實(shí)物圖

03.結(jié)論

通過以上4次溫度調(diào)整驗(yàn)證，鎖定了該產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，后續(xù)在固化工藝條件下生產(chǎn)，軸承孔底部均未發(fā)現(xiàn)氣縮孔加工暴露，產(chǎn)品整體合格率穩(wěn)定在95%以上。

綜合上述驗(yàn)證，調(diào)整模具局部溫度可以有效轉(zhuǎn)移氣縮孔并縮小缺陷，使其在機(jī)加工時不暴露，從而有效提高產(chǎn)品合格率，降低生產(chǎn)制作成本。

本文輔導(dǎo)：葉立
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