改善背景

隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，壓鑄生產(chǎn)工藝在汽車零部件的生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。其中，空調(diào)壓縮機(jī)殼體是一類常用鑄件，這類殼體產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，對密封性要求較高，整機(jī)年泄漏量要求嚴(yán)格，一旦發(fā)生較大的制冷劑泄漏，會(huì)影響到汽車空調(diào)的制冷效果，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致空調(diào)不制冷。對于下殼體氣密檢驗(yàn)要求一般要壓力3MPa左右，保壓時(shí)間約為2min的條件下不得泄漏。要達(dá)到這一檢漏條件，鑄件質(zhì)量略有波動(dòng)，很容易引起批量泄漏，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到主機(jī)廠生產(chǎn)進(jìn)度按期進(jìn)行。

 質(zhì)量改進(jìn)方案

通常發(fā)生在內(nèi)澆口處的粘模都是在充型時(shí)，澆口附近局部區(qū)域受到熔融金屬流的猛烈沖擊，表面溫度較高，受到的壓力較大，保護(hù)層極易破壞，在壓鑄合金的不斷沖刷下模具保護(hù)層失效并裸露出金屬基體合金進(jìn)而與基體材料發(fā)生反應(yīng)生成復(fù)雜的金屬間化合物相。金屬間化合物較硬不易變形，它在壓鑄中的破裂脫落不僅會(huì)導(dǎo)致鑄件質(zhì)量缺陷，同時(shí)會(huì)帶走模具基體材料，并暴露新鮮表面，如此周而復(fù)始，粘?，F(xiàn)象逐漸加重，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致模具表面受到腐蝕及模具材料熔損。因此，為解決粘模這個(gè)問題，我們做了如下調(diào)整。

（1） 改進(jìn)表面防粘能力

首先，我們對模具澆口表面的黏附物進(jìn)行了清理，對模具表面進(jìn)行了精細(xì)拋光處理，來降低模具的表面粗糙度值，降低粘模的可能；其次，對模具進(jìn)行預(yù)熱后，在模具表面涂抹了脫模效果優(yōu)良的脫模膏，使模具表面形成了一層良好的保護(hù)層。

 （2）調(diào)整速度和壓力  

由于高溫合金流在高速狀態(tài)下呈霧狀進(jìn)入型壁，會(huì)黏附模具表面容易形成鑄件表面的粘模缺陷，同時(shí)這些高溫金屬液流高速地沖刷型壁，加劇了壓鑄模磨損。一般合理的內(nèi)澆口速度和壓力都是通過經(jīng)驗(yàn)公式估算，并以生產(chǎn)出合格的鑄件產(chǎn)品所需要的小速度和壓力作為正常的生產(chǎn)工藝。該產(chǎn)品在力勁DCC400壓鑄機(jī)上生產(chǎn)，為避免在過高的壓力下金屬流黏結(jié)，減小模具的包緊力，根據(jù)產(chǎn)品的要求計(jì)算出所需增壓壓力為26～28MPa，內(nèi)澆口速度控制在40m/s左右。

汽車空調(diào)壓縮機(jī)

（3）控制模具溫度和澆注溫度

模具溫度的高低對于是否發(fā)生粘模影響很大。模具溫度越高，就越易產(chǎn)生粘模。模具的內(nèi)澆口處是整個(gè)模具的高溫區(qū)，在該區(qū)域我們增加了自動(dòng)噴涂時(shí)間及數(shù)量，用以對模具局部進(jìn)行降溫，并加強(qiáng)模具型芯的冷卻效果，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，模具達(dá)到熱平衡后將模溫控制在150～200℃。鋁合金ADC12的澆注溫度設(shè)定到610～630℃，鋁液溫度太高時(shí)，壓鑄模溫升很快，會(huì)導(dǎo)致金屬液粘模。

（4）控制鋁合金材質(zhì)  

由于鋁合金和鐵有很強(qiáng)的親合力，當(dāng)鋁合金中的鐵含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）低于0.7%時(shí)，鋁合金很容易與模具發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成物黏附在模具表面而產(chǎn)生粘模，因此壓鑄鋁合金中鐵含量應(yīng)控制在0.85%～1.1%。我們嚴(yán)格按照鋁合金熔煉工藝的規(guī)定對鋁合金錠進(jìn)行熔化、除渣、除氣、靜置等工作，并對正在使用的鋁合金材質(zhì)進(jìn)行了分析，實(shí)測的ADC12 鋁合金中的鐵含量在1.08%左右，鐵元素成分沒有問題。材料其他成分完全符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求（注：同樣的原材料在其他的壓鑄機(jī)上可以正常生產(chǎn)，并未出現(xiàn)粘?，F(xiàn)象，我們基本上能夠排除合金引起的粘模）。

采取以上調(diào)試措施后，澆口處粘模得到了一定的緩解，但產(chǎn)品質(zhì)量很不穩(wěn)定，廢品率較高。主要報(bào)廢原因仍是產(chǎn)品漏氣、冷隔、內(nèi)部疏松等缺陷，因而我們考慮可能是降低內(nèi)澆口速度后鑄件的填充時(shí)間過長，鑄件不能得到很好的增壓補(bǔ)縮造成了這些質(zhì)量缺陷。最終，我們決定利用P-Q2圖對模具和壓鑄機(jī)的匹配性進(jìn)行校核。

（5）用P-Q2圖校核壓鑄系統(tǒng)的匹配性

下殼體產(chǎn)品及壓鑄機(jī)參數(shù)為：產(chǎn)品凈重1190g，平均壁厚5.8mm，渣包重114g，內(nèi)澆口厚度3.5mm，內(nèi)澆口面積168mm2，壓射沖頭直徑80mm，材質(zhì)ADC12；DCC400壓鑄機(jī)空壓射速度6m/s，快壓充油壓力12.5MPa，壓射缸直徑120mm。利用實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的參數(shù)，我們做出了下殼體模具與DCC400壓鑄機(jī)匹配后的P-Q2圖（見圖2）。

由圖2可以看出，在這種模具和壓鑄機(jī)的匹配情況下，模具線在正常的工藝窗口內(nèi)所占比例很小，表明系統(tǒng)“柔性”太差。圖2表明：當(dāng)前這種匹配情況，適合正常生產(chǎn)的工藝范圍很窄，即便能夠生產(chǎn)一些合格的鑄件，但對實(shí)際壓鑄工藝的要求十分苛刻，受料溫波動(dòng)、壓射沖頭阻力變化、噴涂時(shí)間的不一致等因素的影響，會(huì)導(dǎo)致實(shí)際工藝超出了合理的工藝窗口之外，就很容易出現(xiàn)不合格品。