針對壓鑄件控制軸殼體出現(xiàn)裂紋，應(yīng)用CAE模擬軟件對澆注系統(tǒng)進行改進，在準(zhǔn)確把握液體流動充型狀態(tài)的基礎(chǔ)上，通過改變澆道形狀來改善出現(xiàn)裂紋部位的流動狀態(tài)，消除此部位的壓鑄缺陷，使產(chǎn)品不在出現(xiàn)裂紋。

控制軸殼體是用于發(fā)動機變速器上的零件。產(chǎn)品輪廓尺寸為104mm×79mm×74mm，質(zhì)量為230g，平均壁厚為4mm，總澆鑄重量為519g，型腔金屬量為292g，投影面積為151cm2，用DCC160機床生產(chǎn)。產(chǎn)品比較簡單，由于澆排系統(tǒng)開設(shè)的不合理，導(dǎo)致裝配油封部位出現(xiàn)壓鑄缺陷。

1.鑄件缺陷特征及位置

該產(chǎn)品在顧客的生產(chǎn)線上，裝配油封時，由于受到?jīng)_壓力致使中心孔產(chǎn)生裂紋，比例大概在千分之一。把故障件的裂紋部位砸開，發(fā)現(xiàn)斷口表面比較光滑，說明內(nèi)部組織沒有完全融合到一起，存在類似冷隔的分層，所以在受外力的作用下，組織沿著冷隔方向發(fā)展，產(chǎn)生裂紋。

2.鑄件缺陷的討論與分析

理論上產(chǎn)生分層的主要原因是金屬液溫度低，不同層次間的金屬液融合不良；金屬液前端氧化夾雜嚴(yán)重，充型過程不穩(wěn)。常用消除措施包括：

①適當(dāng)提高澆注溫度和壓鑄模具溫度。

②適當(dāng)提高壓射壓力或充型速度，縮短充型時間。

③嚴(yán)格控制合金液潔凈度。

④檢查壓鑄模具緊固性和壓射沖頭運行平穩(wěn)性。

⑤改善充型和排氣條件。

通過對產(chǎn)品的三維造型進行CAE模擬和生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況分析發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生這一壓鑄缺陷問題的根本原因是：

①該部位處于型腔填充末端，金屬液的溫度較低。

②兩支橫澆道沿分型面方向的填充速度過快，在深腔部位未填充完畢之前分型面就已經(jīng)封死，使產(chǎn)生裂紋部位的深腔內(nèi)氣體無法排除。

以上因素最終導(dǎo)致兩股金屬液在此不能完全融合到一起，形成類似冷隔的分層。

這種類似冷隔的分層缺陷，隱藏在組織內(nèi)部，其外表面完好無損，無任何可見缺陷。我們曾采用目測外觀、X射線探照、滲透等各種可能的檢驗方式都無法探測。

3. 澆注系統(tǒng)更改方案及效果

針對模擬的分析結(jié)果，從填充方向和填充速度這兩個方面對模具的澆注系統(tǒng)進行相應(yīng)的調(diào)整。

（1）填充方向改變

① 將橫澆道B取直。

② 將橫澆道A的內(nèi)澆口沿分型面方向改為沿中心圓的切線方向。這種更改主要是改變金屬液的填充方向。由原來的沿分型面方向填充改為沿型腔的深腔部位和分型面方向同時填充，這樣就使該產(chǎn)品的填充末端由產(chǎn)生裂紋的深腔部位向分型面部位轉(zhuǎn)移。

（2）填充速度改變

③ 在保證內(nèi)澆口截面積Ag在（51～85）mm2范圍內(nèi)，相應(yīng)增加內(nèi)澆口A和B的厚度。

這種方式的更改主要是用來減慢A和B沿分型面方向的填充速度，防止兩股鋁液過早封死分型面，確保出現(xiàn)裂紋的深腔部位在分型面封死之前填充完畢。

原三維造型按上述2種方式的進行更改后，進行CAE模擬，可以發(fā)現(xiàn)：

① 該產(chǎn)品的填充末端已經(jīng)轉(zhuǎn)移到分型面部位，出現(xiàn)裂紋深腔部位不再是型腔填充末端，這樣就確保了出現(xiàn)裂紋部位的合金液溫度得到了提高。此處的合金液能夠完好的融合到一切，不再有產(chǎn)生冷隔的可能。

② 深腔部位的氣體能夠通過分型面順利排出，避免兩股金屬液填充時因氣體阻礙不能很好的融合到一起而產(chǎn)生類似冷隔的分層現(xiàn)象。

③ 分型面先封死的現(xiàn)象已經(jīng)得到了解決。

4. 結(jié)論

對模具按照此三維造型的澆注系統(tǒng)進行了更改。更改后連續(xù)生產(chǎn)近5萬件，裝配油封的位置未出現(xiàn)裂紋缺陷。同時用此澆排系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)制了一套模具，現(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)10萬件左右，沒有出現(xiàn)過裂紋缺陷。實踐證明，通過上述的更改， A和B兩支橫澆道的填充速度和填充方向都發(fā)生了改變，達(dá)到了預(yù)期的目的。