铝材压铸工艺简介

一、工艺概述

铝材压铸是将熔融铝合金在高压下快速注入精密模具型腔，经冷却凝固后形成复杂形状铸件的高效制造方法。该工艺特别适合生产薄壁、高精度且强度要求的铝合金零件，广泛应用于汽车、电子、机械等领域。

二、核心工艺流程

1. 模具准备

模具材质：采用热作模具钢（如H13工具钢），具备良好的耐热性和耐磨性。

温度控制：模具需预热至特定温度范围，确保铝液充填顺畅并减少热冲击。

表面处理：喷涂脱模剂以方便取件，同时防止金属液粘连。

2. 熔融金属制备

原材料选择：常用铝合金包括ADC12、A380等，需根据产品性能需求选定。

熔炼过程：将铝锭加热至液态，加入合金元素调整成分，并进行除气、除渣处理以保证金属纯净度。

温度监控：严格控制熔融温度，过高会导致吸气增多，过低则影响流动性。

3. 压铸操作

高压注射：通过压铸机的活塞将熔融金属以高速高压推入模具型腔，速度可达数十米每秒。

保压阶段：保持压力使金属继续填充模具角落，并补偿凝固时的体积收缩。

冷却固化：金属在模具内快速冷却定型，冷却时间需精确控制以避免缺陷。

开模取件：打开模具取出铸件，切除多余浇口和毛刺。

4. 后处理

去除毛刺：通过打磨或振动研磨清除飞边和毛刺。

热处理：部分零件需进行固溶时效处理（T6状态）以提高力学性能。

表面处理：包括喷砂、阳极氧化、电镀或喷涂等，增强防腐蚀性能和美观度。

精加工：对关键尺寸进行车削、铣削等二次加工，满足高精度要求。

三、关键工艺参数

压射压力：通常为120-150MPa，决定金属液充型能力和致密度。

压射速度：影响充型时间和气体卷入量，需根据零件复杂度调整。

模具温度：控制在180-280℃，平衡流动性与冷却速度。

保压时间：持续施加压力的时间，直接影响缩孔和疏松程度。

冷却时间：根据零件厚度和模具散热能力设定，过短易导致变形，过长降低效率。

四、常见缺陷及解决方案

1. 气孔与气泡

原因：模具排气不良、金属液含气量高。

解决：优化排气槽设计，采用旋转喷雾除气技术，降低熔炼温度减少吸气。

2. 缩孔与疏松

原因：补缩不足或局部过热。

解决：提高增压压力，延长保压时间，优化模具冷却通道布局。

3. 裂纹

原因：模具温度过低或结构突变处应力集中。

解决：适当提高模具预热温度，增加过渡圆角半径，调整化学成分改善延展性。

4. 粘模

原因：模具表面损伤或润滑不足。

解决：定期抛光模具，使用高质量脱模剂，控制喷涂量均匀。

5. 尺寸偏差

原因：模具磨损或合金收缩率波动。

解决：定期维护模具，建立材料收缩率数据库，预留加工余量。

五、典型应用领域

汽车工业：发动机缸体、变速箱壳体、底盘悬挂件等结构件，利用铝合金轻量化优势。

消费电子：笔记本电脑外壳、手机中框、相机支架等，兼顾轻薄与强度。

家电产品：空调压缩机壳体、洗衣机滚筒部件，满足高强度和散热需求。

照明设备：LED灯具散热鳍片、灯头壳体，利用压铸工艺实现复杂散热结构。

航空航天：小型支架、仪表盘框架等非承力部件，减轻重量并保证精度。

六、技术发展趋势

真空压铸：通过负压环境减少气孔率，提升材料致密度和延伸率。

半固态压铸：将半固态浆料注入模具，降低缩松倾向并改善微观组织。

智能化控制：引入AI算法实时调整压射参数，提高良品率和生产效率。

绿色制造：开发无溶剂脱模剂，减少废气排放，回收利用废料降低成本。

该工艺通过精确控制金属流动和凝固过程，能够高效生产形状复杂、尺寸精度高的铝合金零件。实际应用中需根据产品特性选择合适的铝合金牌号，并严格管控模具温度、压射参数等关键环节，以确保产品质量和生产效率。