铸造是国民经济重要的基础工业之一，但铸造过程的控制、设计及工艺流程往往依赖于经验判断，因而铸件的质量不易保证，废品率较高。压力铸造 是特种铸造的一种，其实质是液态或者半液态金属 在高压力作用下，以较高的速度充填型腔，并在压力 作用下凝固而获得铸件的一种方法。要获得高质量、高水平压铸件，使压铸件达到光洁、轮廓清晰、组 织致密、强度高的要求，需要对压铸过程中各影响因素进行协调统一。对于铝合金压铸件，从生产准备 到批量生产，牵涉的环节很多，影响因素也很多，包括材质、模具、设备、工艺等各方面。

1.压铸铝合金的分类及性能

压铸铝合金有良好的使用性能和工艺性能，因此铝合金的压铸发展迅速，在各个工业部门中得到广泛的应用，用量远远高于其他有色合金，在压铸生 产中占有极其重要的地位。按所含基本元素可将铸造铝合金分为Al－Si合金、Al－Cu合金、Al－Mg合金、Al－Zn合金。

1. 1   Al－Si合金

由于共晶Al－Si合金具有结晶温度间隔小、合金中硅相有很大的凝固潜热和较大的比热容、其线收缩系数也比较小的特点，因此其铸造性能一般要 比其他铝合金的好，其充型性能也好，热裂、缩松倾向比较小。Al－Si共晶体中所含的脆性相(硅相) 数量最少，质量分数仅为10%左右，因而其塑性比其他铝合金好，组织中仅存的脆性相还可通过变质处理降低其脆性。实验表明Al－Si共晶体在其凝 固点附近温度仍保持良好的塑性，这是其他铝合金所没有的。

铸造合金组织中常要有相当数量的共晶体，以保证其良好的铸造性能；共晶体数量的增加又会使合金变脆而降低力学性能，两者之间存在一定的矛 盾。但是由于Al－Si共晶体有良好的塑性，能较好地兼顾力学性能和铸造性能两方面的要求，所以Al－Si合金是目前应用最为广泛的压铸铝合金。

我国压铸铝合金品种中，绝大多数以Al－Si合金为主，这类合金存在强度较低、切削性能不够好、螺纹加工困难等现象，所以近年来我国正在开发高强度合金。

在美国的高强度Al－Si－Cu合金(SC84A、SC114A、SC84B、SC102A)中铜的质量分数为 2.0% ～4.0%，锌的质量分数不超过3%，硅的质量分数 为7.5% ～12.0%(具体见表1)，具有较高的力学性能、良好的压铸工艺性能和机械加工性能。近年来我国研究的Al－Si－Cu新型高强度铝合金有 YL112、YL113、YL117 等。

1. 2   Al－Mg合金

Al－Mg合金的性能特点是：室温力学性能好；抗蚀性强；铸造性能比较差；力学性能的波动和壁厚效应都比较大；长期使用时，有因时效作用而使合金的塑性下降，甚至压铸件出现开裂的现象；压铸件产生应力腐蚀裂纹的倾向也较大等。Al－Mg合金的缺点部分抵消了它的优点，使其在应用方面受到一定的影响。

1. 3   Al－Zn合金

Al－Zn合金压铸件经自然时效后，可获得较高的力学性能。当其锌质量分数大于10%时，强度显著提高。此合金的缺点是耐腐蚀性差，有应力腐蚀的倾向，压铸时易热裂。常用的Y401合金流动性好，易充满型腔，缺点是形成气孔的倾向性大，硅、铁含量较少时，易热裂。

1. 4   特殊性能的压铸铝合金

国内外研制的特殊性能的压铸铝合金有：

装饰型Al－Mn合金：适用于阳极氧化处理和着色处理，伸长率高，还具有相当的耐蚀性。但其强 度不高，收缩率大，易粘模。

热处理型Al－Si－Cu合金：可进行淬火后不完全人工时效和淬火后完全人工时效至最大硬度。

此外还有表面处理和热处理复合型的Al－Mn－Zn合金、耐磨型过共晶Al－Si合金和防爆防振型Al－Zn合金等。另外还有压铸铝合金复合材料，目前尚未普遍生产与应用。

2.压铸件的气孔缺陷及产生原因

铝合金压铸生产的工件常因气孔存在而导致报废，产生气孔的原因很多，在解决这一产品质量问题时常常无从下手，如何快速、正确地采取措施减少因气孔而造成的废品率，这是各铝合金压铸厂家所关注的问题。

在铝合金压铸生产中，依气孔产生的原因，常有如下几类。

2. 1   精炼除气质量不良产生的气孔

在铝合金压铸生产中，熔化了的铝液浇注温度一般常在610～660℃，在此温度下，铝液中溶解有大量的气体(主要是氢气)，铝合金氢气的溶解度与铝合金的温度密切相关，在660℃左右的液态铝液中约为17.25px3/100g，而在660℃左右的固态铝合 金中仅为0.8999999999999999px3/100g，此时液态铝液中含氢量约为固态的19～20倍。所以当铝合金凝固时，便有大量的氢析出以气泡的形态存在于铝合金压铸件中。

减少铝液中的含气量，防止大量的气体在铝合金凝固时析出而产生气孔，这就是铝合金熔炼过程中精炼除气的目的。如果在铝液中本来就减少了气 体的含量，那么凝固时析出气体量就会减少，因而产生的气泡也显著减少。因此，铝合金的精炼是非常重要的工艺手段，精炼质量好，气孔必然少，精炼质量差，气孔必然多。保证精炼质量的措施是选用良好的精炼剂，良好的精炼剂是在660℃左右可以起反应产生气泡，所产生气泡不太剧烈，而是均匀不断的产生气泡，通过物理吸附作用，这些气泡与铝液充分接触，吸附了铝液中的氢将其带出液面。因此冒泡时间不宜过短，一般要有6～8min的冒泡时间。

当铝合金冷却到300℃时，氢在铝合金中的溶解度仅为0.025px3/100g以下，此时仅为液态时的1/700，这种凝固后氢气析出而产生的气孔是分散的，细小的针孔，这不影响漏气和加工表面，肉眼基 本看不见。

在铝液凝固时因氢气析出所产生的气泡比较大，多在铝液最后凝固的心部，虽然也分散，但这些气泡常常导致渗漏，严重时常导致工件报废。

2. 2   因排气不良产生的气孔

在铝合金压铸中，因模具的排气通道不畅，模具排气设计结构不良，压铸时型腔内的气体无法完全顺畅排出，造成在产品某些固定部位存在气孔。这种由模具型腔中气体形成的气孔时大时小，气孔的内壁呈铝与空气氧化的氧化色，与氢气析出产生的气孔不同，氢气析出气孔内壁不如空气孔光滑，没有氧化色，而是灰亮的内壁。对于因排气不良而产生的气孔，应改进模具的排气通道，及时清理模具排气通道上的残留铝皮就可以避免。

2. 3   因压铸参数不当造成卷气产生的气孔

在压铸生产中压铸参数选择不当，铝液压铸充型速度过快，使型腔中气体不能完全及时平稳的挤出型腔，而被铝液的液流卷入铝液中，因铝合金表面快速冷却，被包在凝固的铝合金外壳中，无法排出形成了较大的气孔。这种气孔往往在工件表面之下，铝液进口比最后汇合处少，呈梨形或椭圆状，在最后凝固处又多又大。对于这种气孔应调整充型速度，使铝合金液流平稳推进，不产生高速流动而卷气。

2. 4   铝合金的缩气孔

铝合金同其它材料一样，在凝固时产生收缩，铝合金的浇铸温度愈高，这种收缩就愈大，单一的因体积收缩产生的气孔是存在于合金最后凝固部位，呈不规则形状，严重时呈网状。往往在产品中，它与凝固时因氢气析出的气孔同时存在，在氢析出气孔或卷气孔的周围存在缩气孔，在气泡周围有伸向外部的丝状或网状气孔。

对于这种气孔，应从浇铸温度着手解决，在压铸工艺条件允许的情况下，尽量降低压铸时的铝液浇铸温度。这样可以减少铸件的体积收缩，减少缩气孔及缩松。如果常在加热部位出现这种气孔，可以考虑增加抽芯或冷铁，使其改变最后凝固部位，解决渗漏缺陷问题。