縮孔是鋁合金壓鑄件常見的內部缺陷, 而壓鑄件一般允許存在少量縮孔, 但是出現在產品的重要部位時 (如精加工面、高壓油道附近、密封表面等)，會影響其使用性能，嚴重時直接導致鑄件報廢。據統計，某企業2016年某款125摩托車左曲軸箱體A面LD68孔因鑄造縮孔引起的不良率為0.12%，遠超企業對鑄件單項缺陷不良率的目標值。而且，該孔位于潤滑油道附近, 極易引起壓檢不良、漏油等一系列問題，因此必須嚴格控制。該壓鑄件材質為ADC11鋁合金，主要成分見表1。通過光譜儀檢測鋁液及鑄件成分, 發現合金元素含量均在標準范圍之內。另外，利用K模進行鋁液含渣量檢測，發現其也在合格范圍內。因此，基本可以排除鋁液成分超標及含渣量異常這兩個影響因素。

本課題從鋁合金壓鑄件縮孔、縮松產生機理出發，結合實際的鑄造生產條件 (如工藝參數、模具溫度、壓射機構及附屬設備) 及壓鑄件縮孔的表現形態，尋找引起鑄件縮孔的原因，從而制定相應的對策，成功降低了鑄件的縮孔不良率。

圖文結果

表1 鋁合金ADC11的化學成分（%）

圖1 LD68曲軸箱壓鑄件的孔縮孔特征

針對A類縮孔主要分析鋁液凝固時的補縮特性，從工藝參數和模具設計兩方面著手。工藝參數:壓力為67MPa；料餅厚度為25mm；澆注量為3.65kg，均在工藝要求范圍內，并且保持穩定，基本排除由工藝參數不適當而引起鑄件縮孔的可能性。然后，對出現A類縮孔的模具對澆口尺寸進行測量，平均厚度為2.85mm，與設計值基本相符。采用熱成像儀測量模具LD68孔銷子及附近開模溫度，發現該區域平均溫度為300℃左右, 銷子頭部（對應縮孔底部）最高溫度達到320℃，噴涂脫模劑后平均模溫為230℃。分析發現，LD68孔銷子較長，頭部直徑較小，無法布置冷卻水管，并且該處鑄件形狀復雜，極易形成熱節，導致該處模溫較高，是鋁液最后凝固區域。因此，A類縮孔確定為局部模溫過高所致，后期的對策主要考慮如何降低模具銷子溫度。

圖2 脫模劑噴涂裝置改進前后效果

圖3 模具定模型腔

圖4 定模型芯冷卻水布局

相對于A類縮孔，B類縮孔情況相對復雜一些。B類縮孔在孔周圍均出現類似沖頭油燒結物等雜質，且形態基本一致。初步認為是由于沖頭油滴被包裹在鋁液中形成不完全燃燒產物所致。這種燒結物往往表面積較大，引起較大的區域缺陷，而且有較大的硬度，加工時易損壞刀具。經調查發現，鑄造時用于潤滑的沖頭油采用滴注的方式加在料筒里，由于沖頭油粘度較大，流動性差，只能在小范圍內形成潤滑油膜，多數沖頭油被澆注的鋁液點燃形成不完全燃燒產物，隨鋁液一起填充到模具型腔中。由于沖頭油燃燒物在鋁液中位置的隨機性，導致了出現B類縮孔的位置不確定。因此，對于B類縮孔，主要從控制沖頭油不被鋁液包裹這方面考慮。

從鋁合金壓鑄件縮孔的形成機理出發，發現導致LD68孔縮孔的主要因素是局部模溫過高導致鋁液補縮不足和沖頭油燃燒物包裹。針對兩種縮孔類型，分別制定相應的改善措施，即形成合理的模溫梯度和減少沖頭油用量及變更其供給方式，取得了良好的改善效果。

本文作者：

楊興國
重慶工商職業學院智能制造與汽車學院
本文來源：特種鑄造及有色合金雜志