技术前沿丨真空压铸技术的开发及应用

原标题：广东鸿图：基于立体式激冷排气阀的真空压铸技术开发及应用

压铸是使液态金属在高压作用下，高速喷射充填模具型腔，随后在压力下凝固成形的一种铸造工艺方法。由于压铸的高速喷射充型特点，型腔内气体的卷入导致压铸件出现缺陷而产生废品率高、组织不理想、力学性能差等问题。为降低或消除型腔气体对压铸成形的不利影响，提高压铸件的工艺品质和力学性能，国内外研发了许多新的压铸方法，如层流充填法或超低速压铸法、充氧压铸法、真空压铸法等，其中真空压铸法因应用效果好、可靠性高而得到广泛推广应用。

立体式激冷排气阀是在普通激冷排气阀的基础上发展而来，将“一”字直线式的排气通道设计成一种“W”型曲线结构，其主要目的是增加排气道的宽度,增大排气面积。当将此类型真空阀应用于真空压铸工艺中，同等的真空压铸参数下，其抽气效率等同于机械截止真空阀，其可靠性等同于普通激冷排气阀。基于立体式激冷排气阀的特点,开发了真空控制系统,并针对实际生产的油底壳零件进行了计算机填充模拟、模具方案优化以及试验，验证了立体式激冷排气阀具有抽气效率高、可靠性高、维护成本低的优点。

图文结果

立体式激冷排气阀是在普通激冷排气阀的基础上发展而来，重点解决在不增大真空阀排气通道投影面积的前提下(即不增加锁模力)，大幅增大排气通道的排气截面积，从而提高抽气速度。当排气道厚度一定时，立体式激冷排气阀的排气通道宽度将是普通排气阀的2~4倍, 也就是说排气面积可以增大1~3倍，因此立体式激冷排气阀的抽气效率是普通排气真空阀的2~4倍。

图1 普通和立体式激冷排气阀的排气通道示意图

图2 两种真空阀对比图

图3 真空控制系统原理图

为探讨立体式激冷排气阀的应用效果，选择压铸油底壳零件进行试验，产品结构 见图4。其外形尺 寸为477.8mm×336mm×115.2mm，铸件质量为4.1kg。该油底壳原采用普通的激冷排气阀,其压铸工艺见图5。如果由普通的激冷排气阀改为立体式激冷排气阀，需要对原方案的充型过程了解后，再对原方案进行优化，最终形成适合立体式激冷排气阀的浇注系统以及排气系统。对于原方案填充过程中铝液的流动状态进行分析，见图6。

图4 油底壳结构图

图5 原压铸工艺方案

图6 原压铸工艺方案流动分析图

图7 优化后压铸工艺方案

图8 优化后压铸工艺方案流动分析图

表1 优化前后参数变化表

图9 安装立体式激冷排气阀的模具图

图10 两种方案铸件对比图

图11 油底壳内部品质检测结果对比图

表2 产品废品率统计（%）

立体式激冷排气阀能将模具型腔中的气体高效抽出，达到消除或降低气致工艺缺陷，提高铸件内在品质的目的，同时改进了产品外观品质。立体式激冷排气阀压铸在继承普通排气块真空压铸工艺优势的同时大大改善了铸件的品质，提高了工艺出品率和合格率，适合于复杂压铸件的生产。

本文作者：徐飞跃 陈剑虹 续三贵 安肇勇 余亮广东鸿图科技股份有限公司王来华澳大利亚联邦科学与工业研究院本文来源：特种铸造及有色合金杂志