Parameter des Druckgussprozesses sind die „unsichtbaren Hände“, die die Gussqualität steuern, Produktionseffizienz, und Kosten – dennoch haben viele Ingenieure Probleme mit dem Ausgleich von Parametern wie dem Druck, Geschwindigkeit, Zeit, und Temperatur. Ein falscher Einspritzdruck kann zu Porosität führen; Eine falsche Formtemperatur könnte zu einer schlechten Oberflächengüte führen. In diesem Artikel werden die vier Kernparameterkategorien aufgeschlüsselt, ihre Arbeitsprinzipien, Optimierungsstrategien, und reale Anwendungen – und helfen Ihnen dabei, die Parametereinstellung für einwandfreie Gussteile zu meistern.
1. Druckparameter: Die „treibende Kraft“ für dichte Gussteile
Druckparameter bestimmen, wie gut geschmolzenes Metall den Formhohlraum füllt und eine kompakte Struktur bildet. Unten ist ein Struktur der Gesamtpunktzahl Erläutern wichtiger Druckmetriken, Formeln, und Anwendungsregeln:
1.1 Wichtige Druckmetriken & Definitionen
| Metrisch | Definition | Kernfunktion |
| Injektionskraft | Kraft, die vom Zylinder der Druckgussmaschine erzeugt wird, um den Stempel zu drücken (drückt geschmolzenes Metall in den Hohlraum). | Bietet die Kraft, den Metallflusswiderstand zu überwinden. |
| Injektionsdruck | Dynamischer Druck der Metallschmelze beim Einspritzen (Über Manometer überwacht). | Beeinflusst die Fließgeschwindigkeit des Metalls und die Vollständigkeit der Hohlraumfüllung. |
| Spezifischer Injektionsdruck | Druck pro Flächeneinheit, der auf geschmolzenes Metall wirkt (entscheidend für die Gussdichte). | Wirkt sich direkt auf die Kompaktheit des Gussstücks aus – höhere Werte verringern die Porosität. |
1.2 Spezifischer Injektionsdruck: Formel & Optimierung
Der spezifische Einspritzdruck wird anhand der Formel berechnet:
Spezifischer Druck (MPA) = Injektionskraft (N) ÷ (π × Stempeldurchmesser² (m²) ÷ 4)
Optimierungsregeln (basierend auf der Komplexität des Gussteils):
- Komplexe/dünnwandige Teile (Z.B., Telefongehäuse aus Aluminiumlegierung, Wandstärke <1.5mm): Erfordern einen hohen spezifischen Druck (50-80 MPA) um das Füllvermögen zu verbessern und unvollständige Konturen zu vermeiden.
- Einfache/dickwandige Teile (Z.B., Halterungen aus Aluminiumlegierung, wall thickness >5mm): Verwenden Sie einen niedrigeren spezifischen Druck (30-50 MPA) um Schimmelschäden vorzubeugen und den Energieverbrauch zu senken.
Kritische Anmerkung: Passen Sie den spezifischen Druck an, indem Sie entweder die Einspritzkraft ändern oder den Stempel austauschen (größerer Stempeldurchmesser = geringerer spezifischer Druck bei gleicher Kraft).
2. Geschwindigkeitsparameter: Ausgleich der Fülleffizienz & Oberflächenqualität
Geschwindigkeitsparameter steuern, wie schnell geschmolzenes Metall in die Form fließt – zu schnell führt zu Turbulenzen (Porosität); zu langsam führt zu vorzeitiger Erstarrung (unvollständige Füllung). Unten ist ein vergleichsbasierte Aufschlüsselung der wichtigsten Geschwindigkeitsmetriken:
2.1 Einspritzgeschwindigkeit vs. Innere Torgeschwindigkeit
| Geschwindigkeitstyp | Definition | Typische Reichweite | Auswirkungen auf Gussteile | Optimierungstipps |
| Einspritzgeschwindigkeit | Lineare Geschwindigkeit des Stempels, der geschmolzenes Metall in die Druckkammer drückt. | 0.1~0,8 m/s | Bestimmt die Gesamtfüllzeit; beeinflusst die Stabilität des Metallflusses. | Wählen Sie basierend auf Füllstand der Druckkammer (Verhältnis von Metallvolumen zu Druckkammervolumen): – Fülle >80%: Verwenden Sie eine niedrigere Geschwindigkeit (0.1~0,3 m/s) um Spritzer zu vermeiden. – Fülle <50%: Geschwindigkeit erhöhen (0.5~0,8 m/s) um eine Verfestigung zu verhindern. |
| Innere Torgeschwindigkeit | Lineare Geschwindigkeit des geschmolzenen Metalls, das durch den inneren Einguss in den Formhohlraum eintritt. | 15~50 m/s (Aluminiumlegierung) | Beeinflusst direkt die Oberflächenbeschaffenheit, Stärke, und Plastizität. | An die Wandstärke des Gussteils anpassen: – Dünne Wände (<2mm): Höhere Geschwindigkeit (35~50 m/s) schnell füllen. – Dicke Wände (>4mm): Niedrigere Geschwindigkeit (15~30 m/s) um Turbulenzen zu reduzieren. |
Beispiel für reale Welt: Für Kfz-Sensorgehäuse aus Aluminiumlegierung (dünnwandig, Komplex), Stellen Sie die Geschwindigkeit des inneren Tors auf 40–45 m/s ein – dies sorgt für einen gleichmäßigen Durchfluss und vermeidet Lufteinschlüsse (eine der Hauptursachen für Leckagen).
3. Zeitparameter: Kontrolle der Erstarrung für stabile Qualität
Zeitparameter verwalten die „Wartezeit“ der Metallschmelze in der Form – vom Füllen bis zum Auswerfen. Falsches Timing führt zu Fehlern wie Schrumpfung oder Verformung. Unten ist ein linear, Aufschlüsselung der Zeitachse der wichtigsten Zeitmetriken:
3.1 Kernzeitmetriken für Druckgussteile aus Aluminiumlegierungen
| Zeitmetrik | Definition | Typische Reichweite | Einflussfaktoren | Optimierungsregeln |
| Füllzeit | Zeit, bis das geschmolzene Metall den gesamten Formhohlraum füllt. | 0.01~0,1 Sekunden | – Höhere Gießtemperatur = längere Füllzeit. – Höhere Formtemperatur = längere Füllzeit. – Dickere Wände (weit weg vom inneren Tor) = längere Füllzeit. | Für dünnwandige Teile: Auf 0,01 bis 0,03 Sekunden verkürzen, um eine Verfestigung zu verhindern. Für dickwandige Teile: Auf 0,05 bis 0,1 Sekunden verlängern, um eine gleichmäßige Füllung zu gewährleisten. |
| Haltezeit | Zeit, in der geschmolzenes Metall nach dem Füllen des Hohlraums unter Druck erstarrt. | 1~2 Sekunden (dünne Teile); 3~7 Sekunden (dicke Teile) | – Kristallisationsbereich der Legierung (größerer Bereich = längere Haltezeit). – Gusswandstärke (dicker = längere Haltezeit). | Stellen Sie sicher, dass die Haltezeit das 1,2- bis 1,5-fache der Erstarrungszeit des dicksten Teils beträgt, um Schrumpflöcher zu vermeiden. |
| Schimmelverweilzeit | Zeit vom Ende des Nachdrucks bis zum Auswerfen des Gussteils. | 5~25 Sekunden | – Legierungseigenschaften (hoher Schmelzpunkt = längere Zeit). – Gusswandstärke (dicker = längere Zeit). | Auswerfen, wenn die Gusstemperatur auf 300–400 °C sinkt (Aluminiumlegierung)– zu früh führt zu Verformungen; Zu spät erhöht die Auswurfkraft. |
4. Temperaturparameter: Überhitzung vermeiden & Unterkühlung
Temperaturparameter steuern das „thermische Gleichgewicht“ des Druckgusssystems – die Temperatur des geschmolzenen Metalls (Gießtemperatur) und die Formtemperatur wirken sich direkt auf den Metallfluss und die Erstarrung aus. Unten ist ein Ursache-Wirkungs-Struktur Erläutern wichtiger Temperaturmetriken:
4.1 Gießtemperatur: Die „Thermische Energie“ für Flow
- Typischer Bereich für Aluminiumlegierungen: 650°C~720°C
- Kernprinzipien:
- Überhitzung minimieren (über 720 °C): Verursacht eine Kornvergröberung (verringert die Wurffestigkeit) und erhöht den Formenverschleiß.
- Unterkühlung vermeiden (unter 650°C): Reduziert die Fließfähigkeit von Metall, Dies führt zu unvollständiger Befüllung und Kaltabschlüssen (Nähte, in denen geschmolzene Metallströme nicht verschmelzen).
- Optimierung für Sonderteile:
- Dünnwandige/komplexe Teile (Z.B., Kühlkörper aus Aluminiumlegierung): Increase to 700°C~720°C to improve flow.
- Thick-Walled Parts (Z.B., aluminum alloy engine brackets): Lower to 650°C~680°C to prevent shrinkage.
4.2 Schimmelpilztemperatur: Der „Thermische Puffer“ für Qualität
- Typischer Bereich für Aluminiumlegierungen: 200°C~280°C
- Control Requirements:
- Stabilität: Maintain temperature within ±25°C—uneven mold temperature causes warping (Z.B., one side of the casting is hotter, leading to uneven shrinkage).
- Part-Specific Adjustments:
- Thin-Walled/Complex Parts: Higher mold temperature (250°C~280°C) to slow solidification and improve surface finish.
- Thick-Walled Parts: Niedrigere Schimmelpilztemperatur (200°C~230°C) to accelerate cooling and reduce cycle time.
Practical Tip: Use mold temperature controllers (with water or oil circulation) to monitor and adjust temperature in real time—this reduces temperature fluctuations by 40%.
5. 4-Checkliste zur Schrittparameteroptimierung
To avoid trial-and-error, Folgen Sie diesem practical checklist for parameter setting:
- Analyze Casting Requirements: Define key targets (Z.B., surface finish Ra <3.2μm, no porosity) and part features (Wandstärke, Komplexität).
- Set Baseline Parameters: Use typical ranges (Z.B., Aluminiumlegierung: injection speed 0.3~0.5 m/s, mold temperature 220°C~250°C) as starting points.
- Prüfen & Anpassen: Run 50~100 trial castings, inspect for defects:
- Porosity → Increase specific pressure or reduce injection speed.
- Cold Shuts → Raise pouring temperature or mold temperature.
- Warping → Stabilize mold temperature (reduce ± fluctuation).
- Document & Standardize: Record optimized parameters (Z.B., “Aluminum alloy phone casing: specific pressure 65 MPA, inner gate velocity 42 m/s”) for future batches.
Die Perspektive von Yigu Technology auf die Parameter des Druckgussprozesses
Bei Yigu Technology, Wir glauben parameter synergy is more critical than individual optimization. Many clients fix one defect (Z.B., porosity via higher pressure) only to create another (Z.B., Schimmelschäden). We use a “data-driven optimization” approach: 1) Collect real-time parameter data (via sensors) during trial runs; 2) Use AI to analyze correlations (Z.B., how mold temperature and holding time together affect shrinkage); 3) Recommend balanced parameters (Z.B., for aluminum alloy automotive parts: 680°C pouring temp, 240°C mold temp, 45 MPa specific pressure) that meet both quality and efficiency goals. Für Small-Batch-Bestellungen, we also offer rapid parameter testing to cut setup time by 30%.
FAQ (Häufig gestellte Fragen)
- Q: Wenn mein Gussteil aus einer Aluminiumlegierung unvollständige Konturen aufweist (Es fehlen kleine Funktionen), Sollte ich zuerst die Einspritzgeschwindigkeit oder den spezifischen Druck erhöhen??
A: Erste Steigerung specific pressure (um 10~15 MPa). Unvollständige Konturen entstehen oft dadurch, dass die Kraft nicht ausreicht, um Metall in winzige Hohlräume zu drücken – ein höherer Druck verbessert das Füllen. Wenn Konturen unvollständig bleiben, Erhöhen Sie dann die Geschwindigkeit des inneren Tors (um 5~10 m/s) um den Fluss zu beschleunigen.
- Q: Warum weist mein Gussstück trotz korrekter Temperaturparameter Oberflächenrisse auf??
A: Überprüfen Schimmelverweilzeit. Cracks usually occur when the casting is ejected too early (not fully solidified) or too late (overly rigid, prone to stress during ejection). For aluminum alloy parts, adjust retention time to 10~15 seconds (dicke Teile) or 5~8 seconds (dünne Teile) and verify.
- Q: Can I use the same pressure and speed parameters for different aluminum alloy grades (Z.B., 6061 vs. ADC12)?
A: NEIN. ADC12 (die-casting-specific alloy) has better fluidity than 6061—so use lower specific pressure (30~50 MPa for ADC12 vs. 40~60 MPa for 6061) and lower inner gate velocity (25~40 m/s for ADC12 vs. 35~50 m/s for 6061) um Turbulenzen zu vermeiden.