Die casting process parameters are the “invisible hands” that control casting quality, eficiencia de producción, and cost—yet many engineers struggle with balancing parameters like pressure, velocidad, tiempo, y temperatura. A wrong injection pressure may cause porosity; an improper mold temperature could lead to poor surface finish. This article breaks down the four core parameter categories, their working principles, optimization strategies, and real-world applications—helping you master parameter setting for flawless castings.
1. Pressure Parameters: The “Driving Force” for Dense Castings
Pressure parameters determine how well molten metal fills the mold cavity and forms a compact structure. A continuación se muestra un Estructura de puntuación total explaining key pressure metrics, formulas, and application rules:
1.1 Key Pressure Metrics & Definitions
Métrico | Definición | Función central |
Fuerza de inyección | Force generated by the die-casting machine’s cylinder to push the punch (pushes molten metal into the cavity). | Provides the power to overcome metal flow resistance. |
Inyección | Dynamic pressure of molten metal during injection (monitored via pressure gauges). | Affects metal flow speed and cavity filling completeness. |
Specific Injection Pressure | Pressure per unit area acting on molten metal (critical for casting density). | Directly impacts casting compactness—higher values reduce porosity. |
1.2 Specific Injection Pressure: Fórmula & Mejoramiento
The specific injection pressure is calculated using the formula:
Specific Pressure (MPA) = Injection Force (norte) ÷ (π × Punch Diameter² (m²) ÷ 4)
Optimization rules (based on casting complexity):
- Complex/Thin-Walled Parts (P.EJ., aluminum alloy phone casings, espesor de la pared <1.5milímetros): Require high specific pressure (50-80 MPA) to improve filling capacity and avoid incomplete contours.
- Simple/Thick-Walled Parts (P.EJ., aluminum alloy brackets, wall thickness >5mm): Use lower specific pressure (30-50 MPA) to prevent mold damage and reduce energy consumption.
Nota crítica: Adjust specific pressure by either changing the injection force or replacing the punch (larger punch diameter = lower specific pressure for the same force).
2. Speed Parameters: Balancing Filling Efficiency & Calidad de la superficie
Speed parameters control how fast molten metal flows into the mold—too fast causes turbulence (porosidad); demasiado lento conduce a una solidificación prematura (llenado incompleto). A continuación se muestra un desglose basado en comparación de métricas clave de velocidad:
2.1 Injection Speed vs. Inner Gate Velocity
Tipo de velocidad | Definición | Rango típico | Impacto en las piezas fundidas | Consejos de optimización |
Velocidad de inyección | Velocidad lineal del punzón que empuja el metal fundido en la cámara de presión.. | 0.1~0,8m/s | Determina el tiempo total de llenado; afecta la estabilidad del flujo de metal. | Elige basado en plenitud de la cámara de presión (Relación entre el volumen del metal y el volumen de la cámara de presión.): – Plenitud >80%: Usar velocidad más baja (0.1~0,3m/s) para evitar salpicaduras. – Plenitud <50%: aumentar la velocidad (0.5~0,8m/s) para evitar la solidificación. |
Inner Gate Velocity | Linear speed of molten metal entering the mold cavity through the inner sprue. | 15~50m/s (aleación de aluminio) | Directly affects surface finish, fortaleza, and plasticity. | Match to casting wall thickness: – Paredes delgadas (<2milímetros): Higher velocity (35~50m/s) to fill quickly. – Paredes gruesas (>4milímetros): Lower velocity (15~30 m/s) to reduce turbulence. |
Ejemplo del mundo real: For aluminum alloy automotive sensor housings (thin-walled, complejo), set inner gate velocity to 40~45 m/s—this ensures smooth flow and avoids air entrapment (a major cause of leakage).
3. Time Parameters: Controlling Solidification for Stable Quality
Time parameters manage the “waiting period” of molten metal in the mold—from filling to ejection. Una sincronización incorrecta provoca defectos como contracción o deformación.. A continuación se muestra un lineal, desglose del eje del tiempo de métricas de tiempo clave:
3.1 Core Time Metrics for Aluminum Alloy Die Castings
Métrica de tiempo | Definición | Rango típico | Factores que influyen | Reglas de optimización |
Tiempo de llenado | Es hora de que el metal fundido llene toda la cavidad del molde.. | 0.01~0,1 segundos | – Mayor temperatura de vertido = mayor tiempo de llenado. – Mayor temperatura del molde = mayor tiempo de llenado. – Paredes más gruesas (lejos de la puerta interior) = mayor tiempo de llenado. | Para piezas de paredes delgadas: Acorte a 0,01~0,03 segundos para evitar la solidificación. Para piezas de paredes gruesas: Extienda a 0,05 ~ 0,1 segundos para garantizar un llenado uniforme. |
Tiempo de espera | Tiempo para que el metal fundido se solidifique bajo presión después del llenado de la cavidad. | 1~2 segundos (piezas delgadas); 3~7 segundos (partes gruesas) | – Rango de cristalización de aleaciones (rango más amplio = mayor tiempo de retención). – Espesor de la pared de fundición (más grueso = mayor tiempo de retención). | Asegúrese de que el tiempo de retención sea de 1,2 a 1,5 veces el tiempo de solidificación de la parte más gruesa; evita los agujeros por contracción. |
Tiempo de retención del molde | Tiempo desde el final de la presión de retención hasta la expulsión del lanzamiento.. | 5~25 segundos | – Propiedades de la aleación (alto punto de fusión = mayor tiempo). – Espesor de la pared de fundición (más grueso = más tiempo). | Eject when the casting temperature drops to 300~400°C (aleación de aluminio)—too early causes deformation; too late increases ejection force. |
4. Temperature Parameters: Avoiding Overheating & Undercooling
Temperature parameters control the “thermal balance” of the die-casting system—molten metal temperature (pouring temperature) and mold temperature directly affect metal flow and solidification. A continuación se muestra un estructura causa-efecto explaining key temperature metrics:
4.1 Pouring Temperature: The “Thermal Energy” for Flow
- Typical Range for Aluminum Alloy: 650°C~720°C
- Principios centrales:
- Minimize overheating (exceeding 720°C): Causes grain coarsening (reduces casting strength) and increases mold wear.
- Avoid undercooling (below 650°C): Reduces metal fluidity, leading to incomplete filling and cold shuts (seams where molten metal streams don’t fuse).
- Optimization for Special Parts:
- Thin-walled/Complex Parts (P.EJ., aluminum alloy heat sinks): Increase to 700°C~720°C to improve flow.
- Thick-Walled Parts (P.EJ., aluminum alloy engine brackets): Lower to 650°C~680°C to prevent shrinkage.
4.2 Temperatura del molde: The “Thermal Buffer” for Quality
- Typical Range for Aluminum Alloy: 200°C~280°C
- Control Requirements:
- Estabilidad: Maintain temperature within ±25°C—uneven mold temperature causes warping (P.EJ., 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: Temperatura del molde más baja (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-Step Parameter Optimization Checklist
To avoid trial-and-error, follow this practical checklist for parameter setting:
- Analyze Casting Requirements: Define key targets (P.EJ., surface finish Ra <3.2μm, no porosity) and part features (espesor de la pared, complejidad).
- Establecer parámetros de referencia: Utilice rangos típicos (P.EJ., aleación de aluminio: velocidad de inyección 0,3~0,5 m/s, temperatura del molde 220°C~250°C) como puntos de partida.
- Prueba & Ajustar: Ejecutar 50~100 piezas de prueba, inspeccionar por defectos:
- Porosidad → Aumentar la presión específica o reducir la velocidad de inyección.
- Cierres en frío → Aumentar la temperatura de vertido o la temperatura del molde.
- Deformación → Estabilizar la temperatura del molde (reducir ± fluctuación).
- Documento & Estandarizar: Registro de parámetros optimizados (P.EJ., “Carcasa de teléfono de aleación de aluminio: presión específica 65 MPA, velocidad de la puerta interior 42 EM") para futuros lotes.
Yigu Technology’s Perspective on Die Casting Process Parameters
En la tecnología yigu, creemos sinergia de parámetros is more critical than individual optimization. Muchos clientes solucionan un defecto (P.EJ., porosity via higher pressure) solo para crear otro (P.EJ., daños por moho). We use a “data-driven optimization” approach: 1) Collect real-time parameter data (via sensors) during trial runs; 2) Use AI to analyze correlations (P.EJ., how mold temperature and holding time together affect shrinkage); 3) Recommend balanced parameters (P.EJ., for aluminum alloy automotive parts: 680°C pouring temp, 240°C mold temp, 45 Presión específica MPa) that meet both quality and efficiency goals. Para pedidos de lotes pequeños, we also offer rapid parameter testing to cut setup time by 30%.
Preguntas frecuentes (Preguntas frecuentes)
- q: If my aluminum alloy casting has incomplete contours (missing small features), should I increase injection speed or specific pressure first?
A: First increase presión específica (by 10~15 MPa). Incomplete contours often result from insufficient force to push metal into tiny cavities—higher pressure improves filling. If contours remain incomplete, then increase inner gate velocity (by 5~10 m/s) to speed up flow.
- q: Why does my casting have surface cracks even with correct temperature parameters?
A: Controlar mold retention time. 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 (partes gruesas) or 5~8 seconds (piezas delgadas) and verify.
- q: Can I use the same pressure and speed parameters for different aluminum alloy grades (P.EJ., 6061 VS. ADC12)?
A: No. 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) to avoid turbulence.