What Are Die Casting Process Parameters and How to Optimize Them?

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Les paramètres du processus de moulage sous pression sont les « mains invisibles » qui contrôlent la qualité du moulage, efficacité de production, et le coût, mais de nombreux ingénieurs ont du mal à équilibrer des paramètres tels que la pression, vitesse, temps, et la température. Une mauvaise pression d'injection peut provoquer de la porosité; une température de moule inappropriée pourrait entraîner une mauvaise finition de surface. Cet article décompose les quatre catégories de paramètres de base, leurs principes de travail, stratégies d'optimisation, et des applications du monde réel, vous aidant à maîtriser le réglage des paramètres pour des moulages impeccables.

1. Paramètres de pression: La « force motrice » pour les moulages denses

Les paramètres de pression déterminent dans quelle mesure le métal en fusion remplit la cavité du moule et forme une structure compacte. Ci-dessous se trouve un Structure du score total expliquer les principaux indicateurs de pression, formules, et règles d'application:

1.1 Indicateurs de pression clés & Définitions

MétriqueDéfinitionFonction de base
Force d'injectionForce générée par le cylindre de la machine de moulage sous pression pour pousser le poinçon (pousse le métal en fusion dans la cavité).Fournit le pouvoir de surmonter la résistance à l’écoulement du métal.
Pression d'injectionPression dynamique du métal en fusion lors de l'injection (surveillé par des manomètres).Affecte la vitesse d’écoulement du métal et l’intégralité du remplissage de la cavité.
Pression d'injection spécifiquePression par unité de surface agissant sur le métal en fusion (critique pour la densité de coulée).A un impact direct sur la compacité de la coulée : des valeurs plus élevées réduisent la porosité.

1.2 Pression d'injection spécifique: Formule & Optimisation

La pression d'injection spécifique est calculée à l'aide de la formule:

Pression spécifique (MPA) = Force d'injection (N) ÷ (π × Diamètre du poinçon² (m²) ÷ 4)

Règles d'optimisation (basé sur la complexité du casting):

  • Pièces complexes/à parois minces (Par exemple, boîtiers de téléphone en alliage d'aluminium, épaisseur de paroi <1.5MM): Nécessite une pression spécifique élevée (50-80 MPA) pour améliorer la capacité de remplissage et éviter les contours incomplets.
  • Pièces simples/à parois épaisses (Par exemple, supports en alliage d'aluminium, wall thickness >5mm): Utiliser une pression spécifique inférieure (30-50 MPA) pour éviter les dommages causés par les moisissures et réduire la consommation d'énergie.

Note critique: Ajustez la pression spécifique en modifiant la force d'injection ou en remplaçant le poinçon (diamètre de poinçon plus grand = pression spécifique plus faible pour la même force).

2. Paramètres de vitesse: Équilibrer l’efficacité de remplissage & Qualité de surface

Les paramètres de vitesse contrôlent la vitesse à laquelle le métal en fusion s'écoule dans le moule : une vitesse trop rapide provoque des turbulences. (porosité); trop lent conduit à une solidification prématurée (remplissage incomplet). Ci-dessous se trouve un répartition basée sur la comparaison des indicateurs de vitesse clés:

2.1 Vitesse d'injection vs. Vitesse de la porte intérieure

Type de vitesseDéfinitionGamme typiqueImpact sur les moulagesConseils d'optimisation
Vitesse d'injectionVitesse linéaire du poinçon poussant le métal en fusion dans la chambre de pression.0.1~0,8 m/sDétermine le temps de remplissage global; affecte la stabilité de l'écoulement du métal.Choisissez en fonction plénitude de la chambre de pression (rapport du volume de métal au volume de la chambre de pression): – Plénitude >80%: Utiliser une vitesse inférieure (0.1~0,3 m/s) pour éviter les éclaboussures. – Plénitude <50%: Augmenter la vitesse (0.5~0,8 m/s) pour éviter la solidification.
Vitesse de la porte intérieureVitesse linéaire du métal en fusion entrant dans la cavité du moule à travers la carotte intérieure.15~50 m/s (alliage en aluminium)Affecte directement la finition de la surface, force, et plasticité.Correspondre à l'épaisseur de la paroi de coulée: – Murs fins (<2MM): Vitesse plus élevée (35~50 m/s) à remplir rapidement. – Murs épais (>4MM): Vitesse inférieure (15~30 m/s) pour réduire les turbulences.

Exemple du monde réel: Pour boîtiers de capteurs automobiles en alliage d'aluminium (à parois minces, complexe), réglez la vitesse de la porte intérieure à 40 ~ 45 m/s : cela garantit un écoulement fluide et évite le piégeage de l'air (une cause majeure de fuite).

3. Paramètres de temps: Contrôler la solidification pour une qualité stable

Les paramètres de temps gèrent la « période d'attente » du métal en fusion dans le moule, du remplissage à l'éjection.. Un timing incorrect entraîne des défauts tels que le retrait ou la déformation. Ci-dessous se trouve un linéaire, répartition sur l'axe du temps des indicateurs de temps clés:

3.1 Mesures de temps de base pour les moulages sous pression en alliage d'aluminium

Métrique de tempsDéfinitionGamme typiqueFacteurs d'influenceRègles d'optimisation
Temps de remplissageIl est temps que le métal en fusion remplisse toute la cavité du moule.0.01~0,1 seconde– Température de versement plus élevée = temps de remplissage plus long. – Température du moule plus élevée = temps de remplissage plus long. – Des murs plus épais (loin de la porte intérieure) = temps de remplissage plus long.Pour les pièces à parois minces: Raccourcir à 0,01 ~ 0,03 secondes pour éviter la solidification. Pour pièces à parois épaisses: Étendre jusqu'à 0,05 ~ 0,1 seconde pour assurer un remplissage uniforme.
Temps de maintienTemps nécessaire au métal fondu pour se solidifier sous pression après le remplissage de la cavité.1~2 secondes (parties minces); 3~7 secondes (parties épaisses)– Plage de cristallisation des alliages (plage plus large = temps de maintien plus long). – Épaisseur de paroi de coulée (plus épais = temps de maintien plus long).Assurez-vous que le temps de maintien est 1,2 à 1,5 fois supérieur au temps de solidification de la partie la plus épaisse pour éviter les trous de retrait..
Temps de rétention des moisissuresTemps entre la fin de la pression de maintien et l'éjection du lancer.5~25 secondes– Propriétés de l'alliage (point de fusion élevé = temps plus long). – Épaisseur de paroi de coulée (plus épais = temps plus long).Éjecter lorsque la température de coulée descend à 300 ~ 400°C (alliage en aluminium)— trop tôt provoque une déformation; trop tard, la force d'éjection augmente.

4. Paramètres de température: Éviter la surchauffe & Sous-refroidissement

Les paramètres de température contrôlent « l'équilibre thermique » du système de moulage sous pression : température du métal en fusion (température de coulée) et la température du moule affectent directement le flux et la solidification du métal. Ci-dessous se trouve un structure cause-effet expliquer les mesures de température clés:

4.1 Température de coulée: L'«énergie thermique» pour le flux

  • Gamme typique pour l'alliage d'aluminium: 650°C~720°C
  • Principes de base:
  • Minimiser la surchauffe (dépassant 720°C): Provoque un grossissement des grains (réduit la force de coulée) et augmente l'usure du moule.
  • Évitez le sous-refroidissement (en dessous de 650°C): Réduit la fluidité du métal, conduisant à un remplissage incomplet et à des arrêts à froid (coutures où les flux de métal en fusion ne fusionnent pas).
  • Optimisation pour les pièces spéciales:
  • Pièces à parois minces/complexes (Par exemple, dissipateurs de chaleur en alliage d'aluminium): Increase to 700°C~720°C to improve flow.
  • Thick-Walled Parts (Par exemple, aluminum alloy engine brackets): Lower to 650°C~680°C to prevent shrinkage.

4.2 Température de moisissure: Le « tampon thermique » pour la qualité

  • Gamme typique pour l'alliage d'aluminium: 200°C~280°C
  • Control Requirements:
  • Stabilité: Maintain temperature within ±25°C—uneven mold temperature causes warping (Par exemple, 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: Température de la moisissure plus basse (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-Liste de contrôle pour l'optimisation des paramètres d'étape

To avoid trial-and-error, suivez ceci practical checklist for parameter setting:

  1. Analyze Casting Requirements: Define key targets (Par exemple, surface finish Ra <3.2µm, no porosity) and part features (épaisseur de paroi, complexité).
  2. Set Baseline Parameters: Use typical ranges (Par exemple, alliage en aluminium: injection speed 0.3~0.5 m/s, mold temperature 220°C~250°C) as starting points.
  3. Test & Ajuster: 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).
  1. Document & Standardiser: Record optimized parameters (Par exemple, “Aluminum alloy phone casing: specific pressure 65 MPA, inner gate velocity 42 m/s”) for future batches.

Le point de vue de Yigu Technology sur les paramètres du processus de moulage sous pression

À la technologie Yigu, nous croyons parameter synergy is more critical than individual optimization. Many clients fix one defect (Par exemple, porosity via higher pressure) only to create another (Par exemple, dommage à la moisissure). We use a “data-driven optimization” approach: 1) Collect real-time parameter data (via sensors) during trial runs; 2) Use AI to analyze correlations (Par exemple, how mold temperature and holding time together affect shrinkage); 3) Recommend balanced parameters (Par exemple, for aluminum alloy automotive parts: 680°C pouring temp, 240°C mold temp, 45 MPa specific pressure) that meet both quality and efficiency goals. Pour les commandes de petit lots, we also offer rapid parameter testing to cut setup time by 30%.

FAQ (Questions fréquemment posées)

  1. Q: If my aluminum alloy casting has incomplete contours (missing small features), should I increase injection speed or specific pressure first?

UN: First increase specific pressure (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.

  1. Q: Why does my casting have surface cracks even with correct temperature parameters?

UN: Vérifier 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 (parties épaisses) or 5~8 seconds (parties minces) and verify.

  1. Q: Can I use the same pressure and speed parameters for different aluminum alloy grades (Par exemple, 6061 contre. ADC12)?

UN: Non. 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) pour éviter les turbulences.

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