What Are the Key Precautions for Die-Casting Processing of Aluminum Parts?

Aluminiumdruckguss wird häufig in der Automobilindustrie eingesetzt, Elektronik, und Luft- und Raumfahrtindustrie aufgrund seines geringen Gewichts, hohe Stärke, und Kosteneffizienz. Jedoch, Der Prozess umfasst mehrere komplexe Zusammenhänge – von der Materialauswahl bis zur Nachbehandlung – und jedes Versäumnis kann zu Mängeln wie Porosität führen, Risse, oder Unterbesetzung. Um eine stabile Produktion und hochwertige Aluminiumteile zu gewährleisten, Hersteller müssen während des gesamten Arbeitsablaufs wichtige Vorsichtsmaßnahmen beherrschen. In diesem Artikel werden die wichtigsten Überlegungen in jeder Phase systematisch aufgeschlüsselt, Bereitstellung umsetzbarer Anleitungen zur Vermeidung häufiger Fallstricke.

1. Materialauswahl: Passen Sie die Legierung an die Funktion des Teils an

Die Wahl der richtigen Aluminiumlegierung ist die Grundlage für einen erfolgreichen Druckguss. Verschiedene Legierungen haben einzigartige Eigenschaften, Und wenn die Legierung nicht mit der Funktion des Teils übereinstimmt, kann dies zu vorzeitigem Ausfall oder Leistungsproblemen führen. Unten ist ein Vergleichstabelle über häufig verwendete Aluminiumlegierungen und deren Anwendungsvorkehrungen:

Kerntipp: Für Teile mit gemischten Anforderungen (Z.B., Wärmewiderstand + Zähigkeit), Führen Sie zunächst Kleinserienversuche durch. Zum Beispiel, Für den Batterierahmen eines Elektrofahrzeugs ist möglicherweise A356 zur Hitzebeständigkeit erforderlich, der Kupfergehalt muss jedoch angepasst werden, um die Festigkeit zu erhöhen – testen 50-100 Proben zur Überprüfung der Leistung.

2. Schimmeldesign & Herstellung: Vermeiden Sie versteckte strukturelle Gefahren

Das Formendesign wirkt sich direkt auf die Teilequalität und die Produktionseffizienz aus. Eine schlechte Formstruktur führt oft zu Defekten wie Graten, Schwindung, oder schwieriger Auswurf. Die folgenden sind Wichtige Vorsichtsmaßnahmen geordnet nach Formkomponente:

2.1 Schrumpfungsausgleich: Stellen Sie Maßgenauigkeit sicher

Aluminiumlegierungen schrumpfen während der Erstarrung – wenn man dies ignoriert, entstehen Teile mit Untermaß. Befolgen Sie diese Regeln:

• Allgemeine Vergütung: Wenden Sie eine durchschnittliche Schrumpfrate von an 1.6%-1.8% für die meisten Aluminiumteile. Zum Beispiel, Ein Teil mit einer Entwurfslänge von 100 mm sollte eine Formhohlraumlänge von 101,6–101,8 mm haben.
• Zonenkompensation: Für komplexe Strukturen (Z.B., Rippen, Chefs), Vergütungssätze anpassen:
• Hinzufügen 0.2mm zur Rippendicke (Z.B., 3mm Rippe → 3,2 mm Formhohlraum) um eine schwundbedingte Ausdünnung zu verhindern.
• Entschädigung reduzieren auf 1.2%-1.4% für dünnwandige Bereiche (<2mm) um eine Überfüllung zu vermeiden.

2.2 Tor & Abgassysteme: Verhindern Sie Porosität und Unterguss

• Gating-System:
• Die Querschnittsfläche des Hauptkanals sollte sein 15%-20% größer als der Eingang der Schieberhülse, um den Strömungswiderstand zu verringern. Zum Beispiel, wenn der Torhülseneingang 20 mm² beträgt, Die Hauptschiene sollte 23–24 mm² groß sein.
• Dicke des inneren Angusses = 40%-60% der Teilwandstärke (typisch 3-5mm). Ein 5 mm dickes Teil benötigt einen inneren Anschnitt von 2–3 mm – zu dünn führt zu vorzeitiger Erstarrung; Zu dick führt zu überschüssigem Material.
• Abgasanlage:
• Für Teile mit tiefen Hohlräumen (depth >50mm), verwenden dreistufiger Auspuff (Hauptauspuffnut + Zusatzauspuffnadel + Vakuumventil) um eingeschlossene Luft vollständig zu entfernen.
• Gesamtauslassquerschnittsfläche ≥ 1/3 des inneren Torbereichs. Wenn das Innentor 30 mm² groß ist, Der Abluftbereich sollte ≥10 mm² groß sein, um Lufteinschlüsse zu vermeiden.

2.3 Ausleitungsmechanismus: Schützen Sie die Teileintegrität

• Abstand der Auswerferstifte: ≤Φ8mm für allgemeine Teile; ≤Φ5mm für dünnwandige Teile (<1.5mm) um Verformungen zu verhindern. Für eine 100mm×100mm dünnwandige Abdeckung, zumindest arrangieren 9 Ejektorstifte (3×3-Raster).
• Berechnung der Auswurfkraft: Konto für Expansionsdruck (Aluminium dehnt sich aus 2-3% beim Erhitzen) Und Reibungskoeffizient (0.15-0.2 für Aluminium-Form-Kontakt). Verwenden Sie die Formel: Auswurfkraft (KN) = Teilegewicht (kg) × 8-10 (Sicherheitsfaktor).

3. Prozessparametersteuerung: Stabilisieren Sie die Produktionsqualität

Aluminiumdruckguss reagiert empfindlich auf Prozessparameter – kleine Abweichungen können zu großen Fehlern führen. Konzentrieren Sie sich auf Folgendes kritische Parameter mit spezifischen Regelbereichen:

3.1 Temperaturregelung: Balance zwischen Fließfähigkeit und Verfestigung

3.2 Injektion & Druckbeaufschlagung: Vermeiden Sie Turbulenzen und Schrumpfung

• Einspritzgeschwindigkeit: 0.5-1.2MS. Für komplexe Teile (Z.B., 5G Filterhohlräume mit schmalen Rillen), verwenden stufenweise Geschwindigkeitserhöhung (0.5m/s → 0,8 m/s → 1,0 m/s) um Spritzer zu verhindern.
• Druckaufbauzeit: 3-8 Sekunden. Erweitern auf 10 Sekunden für beanspruchte Teile (Z.B., Kfz-Aufhängungshalterungen) um eine vollständige Verdichtung zu gewährleisten.
• Besondere Prozesse:
• Vakuumkaste: Cavity vacuum >90kPa reduces porosity to <1%—geeignet für druckfeste Teile (Z.B., Hydraulikzylinder).
• Sauerstoffhaltiger Druckguss: Injizieren Sie reinen Sauerstoff in die Kavität, um Einschlüsse um 70 % zu reduzieren – ideal für Teile, die eine hohe Oberflächenqualität erfordern (Z.B., Smartphone -Rahmen).

3.3 Halten & Kühlung: Sorgen Sie für Dimensionsstabilität

• Haltezeit: 10-25 Sekunden. Hinzufügen 2 Sekunden pro 1 mm Erhöhung der Anschnittdicke. Ein 5-mm-Anguss ist erforderlich 18-20 Sekunden Haltezeit, um die Schrumpfung auszugleichen.
• Kühlzeit: 8-20 Sekunden. Kühleinsätze verwenden (Z.B., Kupfereinsätze mit Wasserkanälen) um die Abkühlzeit zu verkürzen 30% für dickwandige Teile, Verbesserung der Produktionseffizienz.

4. Fehlervermeidung & Antwort: Beheben Sie häufige Probleme

Auch bei strenger Kontrolle, Es können Mängel auftreten. Die folgende Tabelle listet auf typische Mängel, ihre Ursachen, und sofortige Lösungen:

5. Nachbehandlung & Qualitätskontrolle: Stellen Sie die endgültige Leistung sicher

Nachbehandlung und Inspektion sind die letzten Verteidigungslinien gegen fehlerhafte Teile. Befolgen Sie diese Vorsichtsmaßnahmen:

5.1 Nachbehandlungsprozesse

• Präzisionsbearbeitung:
• CNC-Fräszugabe: 0.3-0.5mm pro Seite (0.8mm für komplexe Oberflächen mit gekrümmten Formen).
• Verwenden PCD (polykristalliner Diamant) Einsätze um die Werkzeugstandzeit zu verbessern 3-5 Zeiten im Vergleich zu Hartmetalleinsätzen – entscheidend für die Massenproduktion.
• Oberflächenverstärkung:
• Mikrolichtbogenoxidation: Erzielen Sie eine Filmdicke von 15–25 μm; ensure salt spray test >2000 hours for corrosion-resistant parts (Z.B., Meereskomponenten).
• Verbundbeschichtung (Ni-P/PTFE): Tragen Sie bei Teilen, die Verschleißfestigkeit erfordern, eine Doppelbeschichtung auf (Z.B., Gleitlager) Reibungskoeffizient um reduzieren 40%.
• Defektreparatur:
• Argon-Lichtbogenschweißen: Strom ≤90A, Zwischenschichttemperatur <150°C, um thermische Risse zu vermeiden.
• Metalldurchdringende Imprägnierung: Für kleine Poren verwenden Sie niedrigviskose Imprägniermittel (<0.1mm) um die Dichtheit zu gewährleisten.

5.2 Qualitätskontrollstandards

• Dimensionale Inspektion: Verwenden Sie CMM (Koordinatenmessmaschine) für Schlüsselmaße (CTQ, Entscheidend für die Qualität) mit Toleranz ≤±0,15 mm.
• Mechanische Leistung: Der Zugversuch erfordert σb≥320 MPa, δ≥2 % für Strukturteile.
• Leckerkennung: Die Helium-Massenspektrometrie stellt die Leckrate sicher <1×10⁻⁶mbar·L/s für drucktragende Teile (Z.B., EV wassergekühlte Platten).
• Interne Mängel: Röntgen-Echtzeitbildgebung trifft ASTM E446 Level B to detect internal porosity and inclusions.

6. Die Sicht von Yigu Technology auf Vorsichtsmaßnahmen beim Aluminiumdruckguss

Bei Yigu Technology, we believe that aluminum die-casting success lies in “genaue Kontrolle + systematic prevention.” Many manufacturers focus only on process parameters but ignore early-stage DFM (Design für die Herstellung) reviews—for example, designing parts with sharp corners that inevitably cause cracks. We recommend establishing a cross-departmental DFM team (einschließlich Design, Schimmel, and process engineers) to identify manufacturability issues before mold production.

Für die Massenproduktion, we advocate SPC (Statistische Prozesskontrolle) to monitor key parameters (Formtemperatur, injection speed, Kühlzeit) in real time—this reduces defect rates by 40-50% compared to manual monitoring. Zusätzlich, for high-end parts like aerospace servo valve housings, combining vacuum die-casting with selective laser cladding (for local reinforcement) balances precision and performance. By integrating these precautions into every stage, Hersteller können eine Ausbeute von über erreichen 98% for aluminum die-cast parts.

7. FAQ: Häufige Fragen zu Vorsichtsmaßnahmen beim Aluminiumdruckguss

Q1: Kann ich Aluminiumschrott aus dem Druckguss wiederverwenden?, und welche Vorsichtsmaßnahmen sollte ich treffen?

Ja, but the proportion of return material should be controlled within 30% to avoid increasing impurity content. Before reuse, remove surface oxides and oil stains by shot blasting; preheat scrap to 150-200°C to eliminate moisture. Mixing return material with new ingots in a 3:7 ratio maintains alloy performance stability.

Q2: So verhindern Sie das Anhaften von Formen beim Aluminium-Druckguss?

Erste, ensure mold preheating temperature is ≥180°C (cold molds increase adhesion). Zweite, use high-temperature resistant release agents (Z.B., graphite-based) and apply a uniform film (Dicke 5-10μm) to the cavity. Dritte, polish the mold cavity to Ra≤0.8μm—rough surfaces increase friction and sticking risk.

Q3: Welche Vorsichtsmaßnahmen sind beim Verpacken und Transportieren von Aluminium-Druckgussteilen zu beachten??

• Anti-Rust Protection: Impregnate with LZ-301 anti-rust oil (oil film thickness 3-5μm) to prevent oxidation during storage.
• Physical Protection: Use pearl cotton for corner protection and EPE foam padding between layers to avoid collision scratches.
• Umweltkontrolle: Maintain relative humidity ≤60% and temperature -20~45°C during transportation—avoid extreme temperatures that cause thermal deformation.