文：重庆嘉泰精密机械有限公司张家驹、赵平、江小勇、黄中强

摘要：局部增压是合金液在模具型腔内充型结束后，铸件尚未完全凝固时，对其壁厚处直接施加压力，通过强制补缩来消除关键部位的缩孔、缩松缺陷的技术。

关键词：压铸局部增压

1、前言

结构复杂、壁厚不均匀的压铸件，尤其在厚大部位易产生热节导致最后凝固，此处无法及时补缩导致铸件产生缩孔、缩松等缺陷，在气密性要求较高的产品中，报废率较高，局部增压技术是解决此缺陷的有效手段之一。

2、模具设计

局部增压结构主要由挤压油缸、挤压销套、挤压销等构成。（如下图1所示）。

2.1局部增压压力的选择

目前比较有代表性的说法如下：

（1）系统压强的20-30倍。

如系统压强为14Mpa，选择为20倍，则局部增压压力为280Mpa；

（2）铸造压力的3倍左右。

如铸造压力为90Mpa,则局部增压压力为270Mpa；

2.2挤压销直径的确定

一般根据增压部位的情况来选择，直径过小则容易断，直径过大容易卡死。一般在φ5-φ25之间。

2.3挤压油缸确定

2.3.1缸径

P_局部增压×A_挤压销=P_系统压力×A_油缸活塞本式中，P_局部增压为2.1中所确定的局部增压压力；A_挤压销为2.2中所确定的挤压销直径计算的断面面积；P_系统压力为压铸机的系统压力，此值可参压铸机说明书；A_油缸活塞为挤压油缸的活塞面积。公式中P_局部增压、A_挤压销、P_系统压力是已知项，则活塞的缸径便可求出。

2.3.2行程

测量铸件需要挤压的热节收缩部位的体积W，铝合金凝固体积收缩率β，一般不超过6.5%（β=6.5%），挤压圆销的半径R，则挤压销预留运动行程L的计算公式是：L=nβW/(πR²)，式中n是安全系数，一般选为n=3。

2.4设计细节

（1）特别注意：当模具设计完成后需要确认：在挤压销退回状态时，挤压销的配合段要比衬套高出1-2mm为宜，否则若按下图2设计，在压铸生产中极易卡死。应按下图3设计较为合理。

（2）挤压销的头部形状亦对局部增压效果有重要影响，可使用CAE软件对其模拟验证。

（3）在实际生产中，由于模具钢材受热后会出现膨胀，若挤压销与挤压销套的配合间隙设计太小，则压铸过程中会出现卡滞磨损等情况，若间隙设计太大，则会跑水卡死。

一般若挤压销不通冷却水，则其与挤压销套间隙可放至0.04-0.06mm；在通冷却水的情况下，其与挤压销套的间隙放至0.02-0.04mm。

（4）对挤压销套及挤压销除氮化处理外，如果有条件可以采用PVD纳米镀钛等措施来提高模具表面硬度，以增加其寿命。

3、压铸生产

3.1压铸工艺

一般高速压射结束后0.1-2秒开始进行挤压，挤压持续1.5-2秒开始把挤压销退回。挤压装置的启动时间，对挤压是否成功起到决定作用。型腔内部充填的合金液，必须在结晶凝固的过程中进行挤压才有挤压补缩效果。如果挤压启动过早，合金液还是液体，还没有开始凝固就挤压结束，等到合金液凝固阶段已经失去了挤压动作。如果挤压启动过晚，在铸件热节部位或补缩通道的合金液已经凝结成固体才开始挤压，固体的合金材料已经失去了流动性，挤压的压力在合金液里失去了异向传递的能力，且需要远比挤压更大的压力才能推动合金材料进行塑性变形，这时的压力只能使合金材料在挤压头处进行很小距离的挤压移动，起不到对铸件内部缩孔的补缩作用。

3.2生产中的小改善

当油缸内漏或其他原因导致挤压深度不稳定时，大型压铸机下模检修停机损失较大，我们做了一个小改善，如下图4所示，在系统压力与挤压油缸的进油管中间加装了一个油压表如下图5所示，可简易判定故障原因。

4、结束语

局部增压技术与模具设计、压铸工艺等息息相关，要使局部增压后的铸件质量达到稳定值，还需要控制模具温度、浇注温度、循环时间和涂料的喷涂量，否则局部挤压效果就会发生变化。