鋁合金壓鑄制品的質(zhì)量穩(wěn)定是材料、工藝、設(shè)備、檢測(cè)等多環(huán)節(jié)協(xié)同作用的結(jié)果,那么,要保證鋁合金壓鑄制品的質(zhì)量和性能穩(wěn)定,需從材料、工藝、設(shè)備、檢測(cè)等全流程進(jìn)行嚴(yán)格管控。
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一、原材料與合金成分控制
原料純度與配比
選用高純度的鋁合金錠(如 ADC12、A380、6061 等),避免雜質(zhì)(如 Fe、Zn、Pb)含量過(guò)高導(dǎo)致鑄件脆化或開(kāi)裂。
嚴(yán)格按配方添加合金元素(如 Si、Mg、Cu),通過(guò)光譜分析等手段確保成分符合標(biāo)準(zhǔn)(如 Si 含量控制在 9.0%~12.0%,F(xiàn)e≤0.9%)。
熔煉過(guò)程管理
控制熔煉溫度(通常 650~750℃),避免溫度過(guò)高導(dǎo)致合金吸氣或氧化,過(guò)低則流動(dòng)性不足。
采用精煉劑(如 C2Cl6、N2)除氣、除渣,靜置時(shí)間需足夠(10~15 分鐘),減少氣孔、夾渣缺陷。
二、模具設(shè)計(jì)與制造精度
模具材料與結(jié)構(gòu)
選用熱作模具鋼(如 H13、SKD61),硬度需達(dá) HRC48~52,避免高溫下模具變形或磨損。
設(shè)計(jì)合理的澆注系統(tǒng)(內(nèi)澆口、橫澆道、溢流槽),確保金屬液填充均勻,減少渦流和氣體卷入。
模具冷卻系統(tǒng)(如水道布局)需均衡,避免局部過(guò)熱導(dǎo)致鑄件變形或縮孔。
模具維護(hù)與保養(yǎng)
定期檢查模具磨損情況(如分型面、澆口處),及時(shí)修模或更換,避免因模具缺陷導(dǎo)致批量不良。
每次壓鑄前噴涂耐高溫脫模劑(如水基硅酮類),厚度均勻(約 5~10μm),防止粘模和模具腐蝕。
三、壓鑄工藝參數(shù)優(yōu)化
壓射參數(shù)控制
壓射壓力:根據(jù)鑄件壁厚調(diào)整(薄壁件 100~150MPa,厚壁件 50~80MPa),壓力不足易導(dǎo)致冷隔、欠鑄,過(guò)高則增加模具磨損。
壓射速度:高速段速度控制在 3~5m/s,確保金屬液快速填充型腔,減少氧化皮形成。
保壓時(shí)間:根據(jù)鑄件厚度設(shè)定(1~5mm 壁厚保壓 5~10 秒),保證補(bǔ)縮充分,避免縮孔。
溫度與時(shí)間管理
模具預(yù)熱溫度控制在 150~250℃,避免金屬液快速凝固導(dǎo)致成型不良;生產(chǎn)中模具溫度維持在 180~220℃,通過(guò)模溫機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
循環(huán)時(shí)間(合模 - 壓射 - 開(kāi)模)需穩(wěn)定,避免因周期波動(dòng)導(dǎo)致鑄件冷卻不一致。
四、設(shè)備與生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控
壓鑄機(jī)性能維護(hù)
定期校準(zhǔn)壓射系統(tǒng)壓力傳感器、位移傳感器,確保參數(shù)精準(zhǔn)(誤差≤±2%)。
檢查液壓系統(tǒng)油質(zhì)與壓力,避免因壓力波動(dòng)導(dǎo)致壓射不穩(wěn)定。
實(shí)時(shí)過(guò)程監(jiān)控
通過(guò) PLC 系統(tǒng)記錄每模的壓射曲線、溫度數(shù)據(jù),設(shè)置預(yù)警閾值(如壓射壓力波動(dòng)超過(guò) 5% 時(shí)報(bào)警)。
采用紅外測(cè)溫儀監(jiān)測(cè)模具各部位溫度,確保溫差≤15℃。
五、鑄件后處理與檢測(cè)
熱處理強(qiáng)化
對(duì)需要高強(qiáng)度的零件(如汽車輪轂)進(jìn)行 T6 熱處理(固溶 + 時(shí)效),提升抗拉強(qiáng)度(如 A356 合金 T6 處理后 σb≥260MPa)。
控制熱處理溫度(如固溶溫度 530±5℃,時(shí)效溫度 175±5℃)和保溫時(shí)間,避免過(guò)燒或時(shí)效不足。
全面質(zhì)量檢測(cè)
外觀與尺寸:通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x(CMM)檢測(cè)關(guān)鍵尺寸(公差 ±0.05mm),目視檢查飛邊、氣孔、裂紋等缺陷。
內(nèi)部缺陷:采用 X 射線探傷(檢測(cè)≥2mm 的氣孔 / 縮孔)、超聲波探傷(適用于厚壁件)。
性能測(cè)試:抽樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)(測(cè)試抗拉強(qiáng)度、延伸率)、硬度測(cè)試(HB≥80)、耐壓測(cè)試(如液壓件需承受 10MPa 壓力無(wú)泄漏)。
六、環(huán)境與人員管理
生產(chǎn)環(huán)境控制
車間溫度保持在 20~30℃,濕度≤60%,避免潮濕導(dǎo)致模具生銹或金屬液氧化。
粉塵濃度控制在 5mg/m3 以下,防止雜質(zhì)混入合金液。
人員培訓(xùn)與標(biāo)準(zhǔn)化
操作人員需經(jīng)培訓(xùn)上崗,嚴(yán)格按 SOP 執(zhí)行(如模具預(yù)熱溫度未達(dá)標(biāo)的禁止生產(chǎn))。
定期組織工藝紀(jì)律檢查,避免因人為失誤(如脫模劑噴涂不均)導(dǎo)致質(zhì)量波動(dòng)。
七、持續(xù)改進(jìn)與追溯體系
建立質(zhì)量追溯系統(tǒng),記錄每批鑄件的原料批次、模具編號(hào)、工藝參數(shù),便于問(wèn)題溯源。
通過(guò)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制(SPC)分析關(guān)鍵參數(shù)(如壓射壓力、溫度)的波動(dòng)趨勢(shì),定期優(yōu)化工藝(如每季度根據(jù)不良數(shù)據(jù)調(diào)整壓射速度)。