原標題：廣東鴻圖：基于立體式激冷排氣閥的真空壓鑄技術開發及應用

壓鑄是使液態金屬在高壓作用下，高速噴射充填模具型腔，隨后在壓力下凝固成形的一種鑄造工藝方法。由于壓鑄的高速噴射充型特點，型腔內氣體的卷入導致壓鑄件出現缺陷而產生廢品率高、組織不理想、力學性能差等問題。為降低或消除型腔氣體對壓鑄成形的不利影響，提高壓鑄件的工藝品質和力學性能，國內外研發了許多新的壓鑄方法，如層流充填法或超低速壓鑄法、充氧壓鑄法、真空壓鑄法等，其中真空壓鑄法因應用效果好、可靠性高而得到廣泛推廣應用。

立體式激冷排氣閥是在普通激冷排氣閥的基礎上發展而來，將“一”字直線式的排氣通道設計成一種“W”型曲線結構，其主要目的是增加排氣道的寬度,增大排氣面積。當將此類型真空閥應用于真空壓鑄工藝中，同等的真空壓鑄參數下，其抽氣效率等同于機械截止真空閥，其可靠性等同于普通激冷排氣閥。基于立體式激冷排氣閥的特點,開發了真空控制系統,并針對實際生產的油底殼零件進行了計算機填充模擬、模具方案優化以及試驗，驗證了立體式激冷排氣閥具有抽氣效率高、可靠性高、維護成本低的優點。

圖文結果

立體式激冷排氣閥是在普通激冷排氣閥的基礎上發展而來，重點解決在不增大真空閥排氣通道投影面積的前提下(即不增加鎖模力)，大幅增大排氣通道的排氣截面積，從而提高抽氣速度。當排氣道厚度一定時，立體式激冷排氣閥的排氣通道寬度將是普通排氣閥的2~4倍, 也就是說排氣面積可以增大1~3倍，因此立體式激冷排氣閥的抽氣效率是普通排氣真空閥的2~4倍。

圖1 普通和立體式激冷排氣閥的排氣通道示意圖

圖2 兩種真空閥對比圖

圖3 真空控制系統原理圖

為探討立體式激冷排氣閥的應用效果，選擇壓鑄油底殼零件進行試驗，產品結構 見圖4。其外形尺 寸為477.8mm×336mm×115.2mm，鑄件質量為4.1kg。該油底殼原采用普通的激冷排氣閥,其壓鑄工藝見圖5。如果由普通的激冷排氣閥改為立體式激冷排氣閥，需要對原方案的充型過程了解后，再對原方案進行優化，最終形成適合立體式激冷排氣閥的澆注系統以及排氣系統。對于原方案填充過程中鋁液的流動狀態進行分析，見圖6。

圖4 油底殼結構圖

圖5 原壓鑄工藝方案

圖6 原壓鑄工藝方案流動分析圖

圖7 優化后壓鑄工藝方案

圖8 優化后壓鑄工藝方案流動分析圖

表1 優化前后參數變化表

圖9 安裝立體式激冷排氣閥的模具圖

圖10 兩種方案鑄件對比圖

圖11 油底殼內部品質檢測結果對比圖

表2 產品廢品率統計（%）

立體式激冷排氣閥能將模具型腔中的氣體高效抽出，達到消除或降低氣致工藝缺陷，提高鑄件內在品質的目的，同時改進了產品外觀品質。立體式激冷排氣閥壓鑄在繼承普通排氣塊真空壓鑄工藝優勢的同時大大改善了鑄件的品質，提高了工藝出品率和合格率，適合于復雜壓鑄件的生產。

本文作者：
徐飛躍 陳劍虹 續三貴 安肇勇 余亮
廣東鴻圖科技股份有限公司
王來華
澳大利亞聯邦科學與工業研究院
本文來源：特種鑄造及有色合金雜志