摘要：随着当前社会的不断发展与进步，时代的不停变化，铝合金也逐渐受到了多种工程的普及与推广。在许多材料进行更新换代的今天对于铝合金的需求与要求也理所当然的进行相应的提升。然而当前我国对于铝合金的重视程度远远不够，对于铝合金的压铸模具设计等也有着一定的不足，作为整体铝合金工程的开始阶段，压铸使用的模具设计更要进行不断地优化与维护。本文根据当前的薄壁件铝合金压铸模具设计状况进行分析研究，结合相关的文献与书刊提出了一些想法，期望给予相关工作人员一定的参考帮助。
关键词：薄壁件；铝合金；铝合金制品；铝合金压铸；铝合金模具
长期的高精密科学技术发展，航天汽车等等工业对于零件有着许多的要求，轻薄的要求也逐渐出现在铝合金薄壁件在熔模精密铸件中的应用和发展上。
一、关于当前的铝合金压铸模具
（一）当前的铝合金压铸模具重要性
近年来，随着建设项目的大规模建设，铝合金的使用率逐渐普及开来并在质量方面提出了新的要求。因此，对铝合金压铸模具的要求会更高，铝合金压铸模具的寿命是测试铝合金质量的重要标准。我国的经济与建设在不断地进行着提升，但是留给铝合金工程的提升时间并不长，由于铝合金材料具有良好的伸拉、铸造、耐酸碱以及质量轻等特点，在我国的各个行业也就有着很大的应用范围。同时,铝合金压铸模具的使用寿命也是测试模具质量的重要指标，是压铸企业经济效益的典型原因。因此，提高铝合金压铸模具的寿命是当前铝合金工业和压铸工业的共同愿望。
（二）铝合金压铸模具设计的重要性
压力铸造具有成型效率高、铸件精度高以及力学性能较好等优点，而模具是压铸设备中的主要部件。在生产中，如果进行压铸的模具设计不合理，会造成产品中出现气孔、冷隔和裂纹等缺陷，并且模具的设计本身就是最初的部分，如果不具备专业科学的模具设计，那么后续的所有工序都会有着或多或少的损失，所以模具结构设计是否合理将会直接影响到铸件的性能。
二、在铝合金的模具设计与制作方面产生的不足
（一）关于铝合金压铸模具的受热胀裂问题
当前我国对于铝合金的压铸模具等有着一定的不足之处，受热膨胀产生的问题是一个值得深思的方面，大部分的铝合金压铸模具产生的问题是由于铝合金无法更好的抵御高温与高压。而且，钢的性能较弱，并且在持续高温下的阻力不能承受钢材料的弯曲。材料的抗变形能力逐渐降低，变化趋势增加。加热过程中钢材的周期性变化会改变材料表面的压缩和压缩应变以及弹性拉伸应变，因此当循环增加时，材料表面的氧化膜被破坏并产生残余应力。在持续高温下，铝合金压铸模具的材料会破裂。在反复的高温和高压故障之后，铝合金压铸模具在裂纹尖端附近的几个小孔，随着循环次数的增加逐渐形成微裂纹，这种裂纹相互之间的结合连接就会造成整体模具的失效。
（二）关于铝合金压铸模具断裂
铝合金压铸模具在使用的过程中会发生整体脆断的情况，这种情况是因为在使用模具时，由于偶然的机械承重或者高温情况致使模具发生断裂。另一方面，如果材料中有严重缺陷或操作不当，则会引起整体的断裂。
（三）关于铝合金压铸模具的腐蚀破坏
任何一种合金在进行使用的开始都要多加考量关于腐蚀的问题，铝合金的压铸模具普遍是由钢材制作的，在进行摩擦使用的过程当中很容易产生侵蚀与损坏。在制造压铸模具的过程中，熔融金属在高温作用下快速进入模具。 在此过程中，熔融金属本身的高温和锻造高温的摩擦，导致模具的表面层将被高温加热，并且其中的氧化膜也会被逐渐消耗。经过了这些化学反应和物理反应，铝合金压铸模具的表面材料就产生了很大的腐蚀与摩擦造成的损耗，这种腐蚀破坏还没有合适的方法进行避免。
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三、关于如何优化薄壁件铝合金压铸用模具的设计
（一）优化压铸件与模具的设计
模具在实际的操作中经常会遇见很多问题，例如模具的部分开裂、长时间使用而导致的表面磨损或者模具出现较大裂纹等等情况。这些问题的出现，往往和铸件有很大关系，铸件设计不合理和操作失误都是模具受损的原因之一。为了更好的保障铝合金的模具质量与使用年限，就要注意压铸件在设计的过程当中存在的脱模斜度，通过这种方式保证完成品不会与模具产生大的摩擦造成划伤或者碰撞。在铸件与压铸磨具接触的地方也要注意铸件与磨具的角度等等细节，例如可以通过制作圆角的方式减缓磨具的损伤，防止出现裂缝与缺口等等。当然也需要通过仔细的检验来保障设计制造的过程中不会出现厚薄不均匀的情况，否则就会导致受力不够均匀，从而造成很大的不良影响。
（二）模具表面强化处理
延长模具寿命除了在设计和铸造阶段的工作外，还可以对模具表面进行特殊处理。提高模具强度，减少模具在使用过程中的磨损和外部腐蚀，可以减少裂缝的产生，延缓裂缝产生的时间，从而延长模具的使用寿命。只有保障模具的使用年限才能更好的减少成本造价，提升利润，保障工作效率。常见的表面强化工艺包括模具表面的氮化和渗碳，这些工艺可有效减少使用过程中模具的磨损和腐蚀，并延长模具的使用寿命。随着科学技术的发展，近年来，热喷涂、物理化学沉积、PVD和离子辅助喷涂等高科技工艺已经开始普遍有效地应用于模具的表面强化过程。然而，新工艺不能持续足够长的时间，导致压铸模具由于各种原因而损坏。在加强模具表面的过程中，仅使用单一的强化涂层或工艺难以抵抗所有形式的模具损坏，需要不断开发和应用多级组合层或过程。然而就现有的模具表面强化工艺而言，足以应对一般的模具损坏。当然，企业有很多选择，可以选择经济实用的形式。
（三）关于薄壁件铝合金压铸模具的浇口尺寸设计
在模具制造完成之后，试用也是一个重要的环节。经过许多的调试测验发现的关于毛坯的成型与裂缝问题等等都很大程度上与浇口的尺寸有关。在进行相关的研究过程当中发现，出现毛坯成型不良的主要原因是毛坯壁厚过薄，铝液在流向毛坯件的末端过程中，还未到达最终位置时已发生凝固，影响了铸件的成型性。为了能更好的保障铝合金压铸的质量与效率，更好的让铝液充满模具，对于浇口进行实际的改造是十分有效的。通过扩大浇口的方式就可以很好的改善液体的量，运用这种方式可以很好的将成品效果大的提升。虽然毛坯基本能够成型，但大部分毛坯在末端还是会出现裂纹及冷隔现象，经分析确认，主要原因依然是合金液的流动性不足。
（四）关于模具的日常使用与维护
关于薄壁件铝合金的压铸本身就是一个需要很大专业技术含量的工作，然而许多相关的中小型企业为了更好的缩减开支节省成本，经常出现身兼数职或者专业不对口的工作人员。这种情况大幅度的带来了不良的影响：不仅仅无法保障质量与效率，对于整体的企业口碑也有着严重的损害。企业应当不断地提高工作人员的专业知识水平，保障能够对模具进行合理科学的日常维护。铝合金压铸模具使用之前应该对压铸模具进行充分的预热，以避免在使用过程中出现龟裂和裂纹。对于其加热的方式也存在着许多的选项，无论是天然气还是电加热的方法都可以很好的改善模具的裂纹状况，延长模具的使用年限。
四、结语
随着工业时代的不断发展进步，在铝合金的发展应用过程当中对于铝合金压铸模具的整体优化设计等等也有着新的要求与期望。为了更好的优化铝合金压铸模具的设计，更改浇筑口的位置、增加浇口的大小等等都可以很好的改善相应的不足。只有不断地加强相关设计体系完善程度，提高相关工作人员的利润，才能推动我国的铝合金压铸模具的综合发展。
参考文献：
[1]程会民,石力,杨英歌,韩文进.薄壁件铝合金压铸用模具优化设计[J].新技术新工艺,2017(05):81-83.
[2]刘泽林. AlSi10MnMg铝合金薄壁件压铸充型能力及组织性能研究[D].湖南大学,2012.
论文作者:楼昔伦,,
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷10期
论文发表时间:2019/9/20
标签：模具论文; 铝合金论文; 压铸论文; 薄壁论文; 裂纹论文; 表面论文; 铸件论文; 《建筑实践》2019年38卷10期论文;