摘要：本文主要浅析中心进料压铸模具生产的铸件浇口易掉肉问题，我们对生产现场浇口掉肉的现像进行了充分的调查，通过对比验证，最终确认中心进料浇口掉肉产生的原因为压铸过程中在浇口处形成了二次充填，针对该问题，我们进行了调整，并最终有效控制了该缺陷。
关键词：浇口掉肉；二次充填；压室充满度；内浇口修改
相比于传统铸造工艺，高压铸造具有效率高、工艺路线短、稳定性高、精度高等优点，铸态表面可直接装配密封，节约机加工成本。随着轻量化的要求日益提高，卡车零部件正采用越来越多的压铸件。
我公司主要生产重卡变速箱及其零部件，部分变速箱壳体亦采用压铸方式生产，其中部分压铸模具采用中心进料方式，该类模具在生产过程中，不同程度的存在铸件浇口掉肉问题，且掉肉比例最高达到70%以上，严重影响产品质量及产品的连续性生产。本文以我公司的JS180-1601015-9-YDC模具为例，研究中心进料压铸模具生产的铸件浇口掉肉问题,并提供一种解决方案。
一、产品及模具简介
铸件材料：ADC12；冲头直径： ?120 mm；产品净重： 16.2kg；产品毛重： 19.2kg；压铸机吨位：2700t；压室有效长度：887mm；填充方式：中心进料
二、产品问题描述
2014年6月我公司的JS180-1606015-9-YDC产品在我公司压铸车间进行试生产，试生产过程中铸件出现浇口位置掉肉现象，比例高达70%以上，生产中经过多次调整，均无明显改善；
缺陷类型具体如下：
现场临时处置方法为维持小批量试验生产，对已生产的缺陷产品进行隔离，并对缺陷位置进行堆焊，堆焊完成后进行试加工，检验堆焊后的铸件是否满足产品机加及后续使用要求。
铸件在机械加工后，该处无任何可见缺陷，对产品的使用及外观均无影响，产品可用，但无法大批量生产，且补焊、返修过程造成极大的资源浪费，使公司蒙受不必要的损失。
三、问题产生的原因
3.1 缺陷问题出现的原因分析：
正常生产中，产品浇口位置出现麻面分层现象，去除浇口后出现崩缺，在后续加工过程中致使加工余量不足，根据生产调整、产品表面状态及过往经验，我们确认此问题为二次充填造成铸造缺陷。
对于产品形成二次充填，影响主要的因素有：高速区间、低速速度、模具浇口位置的设计，从此三方面着手如下：
1）低速的区间过长，高速区间过短，造成铝水在低速状态进入内浇口，形成冷凝状态，铝水在高速充填时未能将已冷却的浇口部分打开，在将产品充型完成后，由内向外充型，从而造成分层现象，对此进行参数调试加以验证：高速区间分别调整为450、500、550、600、630，浇口位置无明显变化，缺肉比例无明显变化，判定高速区间非影响该问题要因；
经过以上验证可消除高速区间过短而造成浇口二次充填的可能性；
2）低速速度过低，由于浇口位置过薄，铝水在低速的状态下经过内浇口时形成局部的冷却状态，未能形成整体充填从而造成了分层现象对此进行参数调试加以验证，低速速度分别调整为0.15m/s、0.20m/s、0.25m/s、0.30m/s、0.35m/s，浇口位置无明显变化，缺肉比例无明显变化，判定高速区间非影响该问题要因；
从上述试验来看，低速过程对浇口位置的影响并不大可排除低速对缺肉的影响；
3）模具浇口位置的设计，模具在选用料筒的直径、中心进料时的高度等不合理时，易造成在低速启动时或铝水注入料筒时，铝水提前进入浇口位置，从而形成局部的冷却状态；
4）确认料筒的充满度：
产品毛重为：19.2kg，压室有效长度：887mm，冲头直径： ?120 mm，故压室充满度为：
（产品毛重/铝液密度）/压室体积=
19.2/2.65/（88.7*（6*6*3.14）/1000）= 72.2%
即我公司生产的JS180-1601015-9-YDC(BJZ-1)模具的压室充满度为72.2%。
5）确认模具浇口位置的高度：
经实际测量，该模具内浇口最低位置离料筒的底部的高度为：66mm，料筒直径为120mm，故浇口的最低位置仅在料筒的55%位置，而铝液的充满度高达72%。故铝液在浇入料筒且压射开始前，就有部分铝液进入内浇口位置，从而形成了局部的冷却，在压射过程中形成二次充填，从而导致铸件在去除料柄时掉肉比例过高。
四、 缺陷的解决办法
1.改进措施：
根据上述缺陷产生原因的分析，结合生产时的调试，我们提出以下两种改进措施：
1）更换更大的料筒、冲头，从而降低料筒的充满度；
2）将内浇口的最低点焊接上升至72%以上。
在最终确认改进措施时，我们进行了充分的讨论，讨论后我们一直认为：方案1需要更换料筒及冲头，投资大且周期长，不符合现场实际需求，故不采用该方案，但投制新中心进料模具时可作为参考；方案2简便、可行性高，故我公司按照方案2进行改进。
2.缺陷改善效果:
1) 按照上述方案2将内浇口最低点提高后，该产品在生产过程中，浇口掉肉比例下降至1.2%以内，得到有效控制，此次措施有效；
2）我公司其余中心进料模具生产的产品：JS180-1601015-5-YSDC及JS180-1601015-1-YDC亦存在浇口掉肉的问题，我公司在采用相同方法进行改善后，该缺陷得到有效控制。
五、总结
根据我公司现场验证，针对我公司上述三种模具生产的铸件浇口掉肉问题，可以通过提高内浇口最低点高度，避免铝液过早流入型腔，进而避免形成二次充填，进行有效解决。后续我们在投制新的中心进料模具时也将充分考虑该问题，希望其他同行遇到此类问题，能够有所借鉴。
参考文献：
[1] 卢宏远.压铸技术与生产.北京：机械工业出版社，2008。
[2] 杨裕国.铝压铸成型及质量控制[M].北京：化学工业出版社，2009。
[3] 吴春苗等.压铸技术手册[M].广州：广东科技出版社，2007。
论文作者:葛赛赛,郭兆坤
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/21
标签：浇口论文; 进料论文; 模具论文; 产品论文; 位置论文; 铸件论文; 压铸论文; 《防护工程》2018年第21期论文;