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

Aluminum die casting is widely used in automotive, electrónica, and aerospace industries due to its lightweight, alta fuerza, y rentabilidad. Sin embargo, the process involves multiple complex links—from material selection to post-treatment—and any oversight can lead to defects like porosity, grietas, or undercasting. Para garantizar una producción estable y piezas de aluminio de alta calidad., Los fabricantes deben tomar precauciones críticas durante todo el flujo de trabajo.. Este artículo desglosa sistemáticamente las consideraciones clave en cada etapa., proporcionar orientación práctica para evitar errores comunes.

1. Selección de material: Hacer coincidir la aleación con la función de la pieza

Elegir la aleación de aluminio adecuada es la base de una fundición a presión exitosa. Diferentes aleaciones tienen propiedades únicas., y el hecho de que la aleación no coincida con la función de la pieza puede causar fallas prematuras o problemas de rendimiento.. A continuación se muestra un tabla comparativa de aleaciones de aluminio de uso común y sus precauciones de aplicación:

Core Tip: For parts with mixed requirements (P.EJ., resistencia al calor + tenacidad), conduct small-batch trials first. Por ejemplo, an EV battery frame may need A356 for heat resistance but require adjusting copper content to enhance strength—test 50-100 samples to verify performance.

2. Diseño de moldes & Fabricación: Evite peligros estructurales ocultos

Mold design directly affects part quality and production efficiency. Poor mold structure often leads to defects like flash, contracción, or difficult ejection. The following are key precautions organized by mold component:

2.1 Compensación de contracción: Garantizar la precisión dimensional

Aluminum alloys shrink during solidification—ignoring this leads to undersized parts. Sigue estas reglas:

• General Compensation: Apply an average shrinkage rate of 1.6%-1.8% for most aluminum parts. Por ejemplo, a part with a designed length of 100mm should have a mold cavity length of 101.6-101.8mm.
• Zonal Compensation: For complex structures (P.EJ., costillas, bosses), adjust compensation rates:
• Agregar 0.2milímetros to rib thickness (P.EJ., 3mm rib → 3.2mm mold cavity) to prevent shrinkage-induced thinning.
• Reduce compensation to 1.2%-1.4% for thin-walled areas (<2milímetros) to avoid overfilling.

2.2 puerta & Sistemas de escape: Prevenir la porosidad y el subcasting

• Gating System:
• The cross-sectional area of the main runner should be 15%-20% más grande than the gate sleeve entrance to reduce flow resistance. Por ejemplo, if the gate sleeve entrance is 20mm², the main runner should be 23-24mm².
• Inner gate thickness = 40%-60% of part wall thickness (typical 3-5mm). A 5mm thick part needs an inner gate of 2-3mm—too thin causes premature solidification; too thick leads to excess material.
• Exhaust System:
• For deep-cavity parts (depth >50mm), usar three-stage exhaust (main exhaust groove + auxiliary exhaust needle + vacuum valve) to fully remove trapped air.
• Total exhaust cross-sectional area ≥ 1/3 of inner gate area. If the inner gate is 30mm², exhaust area should be ≥10mm² to avoid air entrainment.

2.3 Mecanismo de eyección: Proteger la integridad de la pieza

• Ejector Pin Spacing: ≤Φ8mm for general parts; ≤Φ5mm for thin-walled parts (<1.5milímetros) para evitar la deformación. For a 100mm×100mm thin-walled cover, arrange at least 9 alfileres de eyectores (3×3 grid).
• Ejection Force Calculation: Explicar expansion pressure (aluminum expands 2-3% Cuando se calienta) y friction coefficient (0.15-0.2 for aluminum-mold contact). Usa la fórmula: Fuerza de expulsión (Kn) = Part weight (kilos) × 8-10 (safety factor).

3. Control de parámetros de proceso: Estabilizar la calidad de la producción

Aluminum die casting is sensitive to process parameters—small deviations can cause major defects. Focus on the following critical parameters with specific control ranges:

3.1 Control de temperatura: Equilibrar fluidez y solidificación

3.2 Inyección & Presurización: Avoid Turbulence and Shrinkage

• Velocidad de inyección: 0.5-1.2EM. Para piezas complejas (P.EJ., 5G filter cavities with narrow grooves), usar stepped speed increase (0.5m/s → 0.8m/s → 1.0m/s) to prevent splashing.
• Pressurization Build-Up Time: 3-8 artículos de segunda clase. Extend to 10 artículos de segunda clase for stress-bearing parts (P.EJ., automotive suspension brackets) to ensure full compaction.
• Procesos especiales:
• Casting de vacío: Cavity vacuum >90kPa reduces porosity to <1%—suitable for pressure-resistant parts (P.EJ., cilindros hidráulicos).
• Fundición a presión oxigenada: Inject pure oxygen into the cavity to reduce inclusions by 70%—ideal for parts requiring high surface quality (P.EJ., marcos de teléfonos inteligentes).

3.3 Tenencia & Enfriamiento: Ensure Dimensional Stability

• Tiempo de espera: 10-25 artículos de segunda clase. Agregar 2 seconds for every 1mm increase in gate thickness. A 5mm gate needs 18-20 seconds of holding time to compensate for shrinkage.
• Tiempo de enfriamiento: 8-20 artículos de segunda clase. Use cooling inserts (P.EJ., copper inserts with water channels) to shorten cooling time by 30% Para piezas de paredes gruesas, Mejora de la eficiencia de producción.

4. Defect Prevention & Response: Troubleshoot Common Issues

Even with strict control, defects may occur. The table below lists typical defects, sus causas, and immediate solutions:

5. Post-tratamiento & Control de calidad: Ensure Final Performance

Post-treatment and inspection are the last lines of defense against defective parts. Follow these precautions:

5.1 Post-Treatment Processes

• Mecanizado de precisión:
• CNC milling allowance: 0.3-0.5mm per side (0.8mm for complex surfaces with curved shapes).
• Usar PCD (polycrystalline diamond) inserts to improve tool life by 3-5 times compared to carbide inserts—critical for high-volume production.
• Surface Strengthening:
• Micro-arc Oxidation: Achieve film thickness of 15-25μm; ensure salt spray test >2000 hours for corrosion-resistant parts (P.EJ., componentes marinos).
• Composite Coating (Ni-P/PTFE): Apply double coating for parts requiring wear resistance (P.EJ., sliding bearings) to reduce friction coefficient by 40%.
• Defect Repair:
• Argon arc welding: Current ≤90A, interlayer temperature <150°C para evitar grietas térmicas.
• Impregnación de metales penetrantes: Utilice impregnantes de baja viscosidad para los poros pequeños. (<0.1milímetros) para garantizar la estanqueidad.

5.2 Quality Inspection Standards

• Inspección dimensional: Usar MMC (Coordinar la máquina de medir) para dimensiones clave (CTQ, Crítico para la calidad) con tolerancia ≤±0,15 mm.
• Rendimiento mecánico: La prueba de tracción requiere σb≥320MPa, δ≥2% para piezas estructurales.
• Detección de fugas: La espectrometría de masas de helio garantiza la tasa de fuga <1×10⁻⁶mbar·L/s para piezas que soportan presión (P.EJ., Placas EV refrigeradas por agua).
• Defectos internos: Las imágenes de rayos X en tiempo real se encuentran ASTM E446 Nivel B para detectar porosidad interna e inclusiones.

6. Yigu Technology’s Perspective on Aluminum Die-Casting Precautions

En la tecnología yigu, Creemos que el éxito de la fundición a presión de aluminio reside en “control preciso + prevención sistemática.” Muchos fabricantes se centran únicamente en los parámetros del proceso pero ignoran el DFM en las primeras etapas. (Diseño para la fabricación) reseñas, por ejemplo, Diseñar piezas con esquinas afiladas que inevitablemente causan grietas.. Recomendamos establecer un equipo DFM interdepartamental (incluido el diseño, moho, e ingenieros de procesos) para identificar problemas de capacidad de fabricación antes de la producción de moldes.

Para la producción en masa, nosotros defendemos proceso estadístico (Control de procesos estadísticos) para monitorear los parámetros clave (temperatura del molde, velocidad de inyección, Tiempo de enfriamiento) en tiempo real: esto reduce las tasas de defectos en 40-50% en comparación con el monitoreo manual. Además, para piezas de alta gama como carcasas de servoválvulas aeroespaciales, combinando fundición a presión al vacío con revestimiento láser selectivo (para refuerzo local) equilibra precisión y rendimiento. Integrando estas precauciones en cada etapa, Los fabricantes pueden alcanzar una tasa de rendimiento de más 98% para piezas de fundición a presión de aluminio.

7. Preguntas frecuentes: Common Questions About Aluminum Die-Casting Precautions

Q1: Can I reuse aluminum scrap from die casting, and what precautions should I take?

Sí, pero la proporción de material devuelto debe controlarse dentro de 30% para evitar el aumento del contenido de impurezas. Antes de reutilizar, eliminar óxidos superficiales y manchas de aceite mediante granallado; precalentar la chatarra a 150-200°C para eliminar la humedad. Mixing return material with new ingots in a 3:7 ratio maintains alloy performance stability.

Q2: How to prevent mold sticking during aluminum die casting?

Primero, ensure mold preheating temperature is ≥180°C (cold molds increase adhesion). Segundo, use high-temperature resistant release agents (P.EJ., a base de grafito) and apply a uniform film (espesor 5-10μm) to the cavity. Tercero, polish the mold cavity to Ra≤0.8μm—rough surfaces increase friction and sticking risk.

Q3: ¿Cuáles son las precauciones para el embalaje y transporte de piezas de fundición a presión de aluminio??

• 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.
• Control ambiental: Maintain relative humidity ≤60% and temperature -20~45°C during transportation—avoid extreme temperatures that cause thermal deformation.