原標題：廣東鴻圖：汽車凸輪軸支架部件的壓鑄技術開發及品質控制

鋁合金是汽車上應用最多的輕金屬，通過添加合金化元素，可以使鋁合金的強度大大提高，并由于質輕、散熱性好等特性，完全滿足了汽車凸輪軸支架在惡劣環境下工作的要求。鋁合金凸輪軸支架壓鑄成形技術可以通過凈化、精煉、細化、變質等控制鑄件材質，使得鋁鑄件品質達到一致性和穩定性的目的。

汽車凸輪軸支架鋁合金零件的壓鑄成形在技術開發中存在一定的難度。針對某汽車凸輪軸支架鋁合金的壓鑄成形，應用數值模擬，通過了解鋁液流動充型狀態與鑄件缺陷的分布，確定了鑄件的澆注系統與排氣系統，大大縮短了模具的開發周期。同時在試模與試生產階段，從澆注、工藝、模具等方面分析了不同缺陷產生的原因，并且提出了改善措施。

圖文結果

開發的汽車凸輪軸支架壓鑄零件見圖1。該零件輪廓尺寸為431mm×238mm×69mm，壓鑄件質量為2.3kg，平均壁厚為7.2mm，投影面積為102100mm2，鑄件材質為AlSi11Cu2合金。該鑄件有多處熱節部位，易造成縮孔；產品毛坯平面度要求達到0.8mm，外觀無明顯的壓鑄流痕。該凸輪軸支架中間鋁料沒有兩側鋁料多，所以產品的進澆量為兩側多中間少。在開發過程中，為了縮短開發周期，通過使用壓鑄模擬分析軟件，并參照實際生產參數，采取了兩種不同的澆注方式。一種澆注方式是兩側進澆平行于產品側邊，見圖1a。另一種澆注方式是兩側進澆與產品側邊成一角度，見圖1b。

圖1 凸輪軸支架壓鑄零件

圖2 壓鑄件游標尺孔端作為進水方向

圖3 壓鑄件放油螺栓端作為進水方向

圖4 游標孔作為進水方向模擬結果

圖5 放油螺栓作為進水方向模擬結果

圖6 產品分區劃分及氣孔缺陷分布

圖7 產品分區劃分及夾層缺陷分布

圖8 產品分區劃分及加工后廢品缺陷分布

凸輪軸支架生產過程出現的問題主要見圖9：①產品填充末端油道孔附近氣孔，機加工后油道孔與墊片安裝面氣孔外露；②φ18mm傳感器孔由于結構設計原因，很容易在該位置形成氣縮孔，實際生產中該孔機加工后報廢率也很高；③產品填充末端墊片安裝面與鏈條蓋安裝面氣孔，機加工后氣孔外露嚴重；④鑄件飛料嚴重，披縫很厚，產品清理與模面清理困難；⑤入料口右側墊片安裝面夾層；⑥入料口M6螺紋孔夾層；⑦入料口左側墊片安裝面夾層;⑧油道孔加工不過。

圖9 產品缺陷

圖10 單塊Z形排氣塊設計的填充模擬分析

圖11 雙Z形排氣塊設計的填充模擬分析

圖12 傳感器孔位置模具溫度分布

圖13 側邊搭接不同角度切入傳感器孔位置模具溫度分布

圖14 產品飛邊毛刺

圖15 油道孔加工不過

數值模擬能為鋁合金壓鑄件的品質控制及缺陷改善提供良好的參考依據，縮短了開發時間；合理的排氣結構設計是改善鑄件內部品質的重要方法；合理的入料口設計不但是鑄件良好內部品質的重要保障，還是鑄件表面成形良好的重要依據；型芯針合理的加工余量能夠大大減少產品的加工不過，提高成品率；壓鑄機足夠的鎖模力可以減少飛邊毛刺的產生，是保證鑄件硬度要求的重要手段。

本文作者：
安肇勇 黃志垣 萬里 李四娣 黃明軍 廖偉平 陳家海
廣東鴻圖武漢壓鑄有限公司
本文來源：《特種鑄造及有色合金》雜志