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

Le moulage sous pression d'aluminium est largement utilisé dans l'automobile, électronique, et les industries aérospatiales en raison de sa légèreté, forte résistance, et rentable. Cependant, le processus implique de multiples liens complexes – de la sélection des matériaux au post-traitement – ​​et tout oubli peut conduire à des défauts comme la porosité, fissure, ou sous-casting. Pour garantir une production stable et des pièces en aluminium de haute qualité, les fabricants doivent maîtriser des précautions critiques tout au long du flux de travail. Cet article décompose systématiquement les considérations clés à chaque étape, fournir des conseils pratiques pour éviter les pièges courants.

1. Sélection des matériaux: Faire correspondre l'alliage à la fonction de la pièce

Choisir le bon alliage d’aluminium est la base d’un moulage sous pression réussi. Différents alliages ont des propriétés uniques, et une inadéquation entre l'alliage et la fonction de la pièce peut entraîner une défaillance prématurée ou des problèmes de performances.. Ci-dessous se trouve un tableau comparatif des alliages d'aluminium couramment utilisés et leurs précautions d'application:

Astuce de base: Pour les pièces avec des exigences mixtes (Par exemple, résistance à la chaleur + dureté), effectuer d'abord des essais sur de petits lots. Par exemple, un cadre de batterie EV peut nécessiter du A356 pour la résistance à la chaleur, mais nécessiter un ajustement de la teneur en cuivre pour améliorer la résistance – tester 50-100 des échantillons pour vérifier les performances.

2. Conception de moisissure & Fabrication: Évitez les dangers structurels cachés

La conception des moules affecte directement la qualité des pièces et l'efficacité de la production. Une mauvaise structure du moule entraîne souvent des défauts comme le flash, rétrécissement, ou éjection difficile. Les éléments suivants sont précautions clés organisé par composant de moule:

2.1 Compensation du retrait: Assurer la précision dimensionnelle

Les alliages d'aluminium rétrécissent pendant la solidification ; ignorer cela conduit à des pièces sous-dimensionnées. Suivez ces règles:

• Rémunération générale: Appliquer un taux de retrait moyen de 1.6%-1.8% pour la plupart des pièces en aluminium. Par exemple, une pièce d'une longueur conçue de 100 mm doit avoir une longueur de cavité de moule de 101,6 à 101,8 mm.
• Compensation zonale: Pour des structures complexes (Par exemple, côtes, les patrons), ajuster les taux de rémunération:
• Ajouter 0.2MM à l'épaisseur des nervures (Par exemple, 3nervure de mm → cavité de moule de 3,2 mm) pour éviter l'amincissement dû au retrait.
• Réduire l'indemnisation à 1.2%-1.4% pour les zones à parois minces (<2MM) pour éviter de trop remplir.

2.2 Porte & Systèmes d'échappement: Prévenir la porosité et le sous-coulage

• Système de portail:
• The cross-sectional area of the main runner should be 15%-20% plus grand than the gate sleeve entrance to reduce flow resistance. Par exemple, 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), utiliser three-stage exhaust (main exhaust groove + auxiliary exhaust needle + vacuum valve) to fully remove trapped air.
• Surface totale de la section transversale d'échappement ≥ 1/3 de la zone de la porte intérieure. Si le portail intérieur fait 30mm², la zone d'échappement doit être ≥10 mm² pour éviter l'entraînement de l'air.

2.3 Mécanisme d'éjection: Protéger l'intégrité des pièces

• Espacement des broches d'éjection: ≤Φ8mm pour les pièces générales; ≤Φ5mm pour les pièces à paroi mince (<1.5MM) pour éviter la déformation. Pour un couvercle à paroi mince de 100 mm × 100 mm, organiser au moins 9 épingles d'éjection (3grille ×3).
• Calcul de la force d'éjection: Expliquer pression d'expansion (l'aluminium se dilate 2-3% Lorsqu'il est chauffé) et coefficient de frottement (0.15-0.2 pour contact moule aluminium). Utilisez la formule: Force d'éjection (KN) = Poids partiel (kilos) × 8-10 (facteur de sécurité).

3. Contrôle des paramètres de processus: Stabiliser la qualité de la production

Le moulage sous pression de l'aluminium est sensible aux paramètres du processus : de petits écarts peuvent provoquer des défauts majeurs. Concentrez-vous sur ce qui suit paramètres critiques avec des plages de contrôle spécifiques:

3.1 Contrôle de la température: Équilibrer la fluidité et la solidification

3.2 Injection & Pressurisation: Évitez les turbulences et le retrait

• Vitesse d'injection: 0.5-1.2MS. Pour des pièces complexes (Par exemple, 5Cavités filtrantes G avec rainures étroites), utiliser augmentation progressive de la vitesse (0.5m/s → 0,8 m/s → 1,0 m/s) pour éviter les éclaboussures.
• Temps de montée en pression: 3-8 secondes. Étendre à 10 secondes pour pièces soumises à des contraintes (Par exemple, supports de suspension automobile) pour assurer un compactage complet.
• Processus spéciaux:
• Moulage à vide: Cavity vacuum >90kPa reduces porosity to <1%—adapté aux pièces résistantes à la pression (Par exemple, cylindres hydrauliques).
• Moulage sous pression oxygéné: Injectez de l'oxygène pur dans la cavité pour réduire les inclusions de 70 %, idéal pour les pièces nécessitant une qualité de surface élevée (Par exemple, cadres de smartphone).

3.3 Holding & Refroidissement: Assurer la stabilité dimensionnelle

• Temps de maintien: 10-25 secondes. Ajouter 2 secondes pour chaque augmentation de 1 mm de l'épaisseur du portail. Un portail de 5 mm a besoin 18-20 secondes de temps de maintien pour compenser le retrait.
• Temps de refroidissement: 8-20 secondes. Utiliser des inserts de refroidissement (Par exemple, inserts en cuivre avec canaux d'eau) pour raccourcir le temps de refroidissement de 30% Pour les pièces à parois épaisses, Amélioration de l'efficacité de la production.

4. Prévention des défauts & Réponse: Résoudre les problèmes courants

Même avec un contrôle strict, des défauts peuvent survenir. Le tableau ci-dessous répertorie défauts typiques, leurs causes, et des solutions immédiates:

5. Post-traitement & Contrôle de qualité: Assurer la performance finale

Post-treatment and inspection are the last lines of defense against defective parts. Suivez ces précautions:

5.1 Processus post-traitement

• Usinage de précision:
• CNC milling allowance: 0.3-0.5mm per side (0.8mm for complex surfaces with curved shapes).
• Utiliser PCD (diamant polycristallin) 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 (Par exemple, composants marins).
• Composite Coating (Ni-P/PTFE): Apply double coating for parts requiring wear resistance (Par exemple, paliers lisses) to reduce friction coefficient by 40%.
• Defect Repair:
• Argon arc welding: Current ≤90A, interlayer temperature <150°C to avoid thermal cracks.
• Metal penetrant impregnation: Use low-viscosity impregnants for small pores (<0.1MM) to ensure leak tightness.

5.2 Normes d'inspection de la qualité

• Inspection dimensionnelle: Utiliser la MMT (Coordonner la machine à mesurer) pour les dimensions clés (CTQ, Critical to Quality) with tolerance ≤±0.15mm.
• Performance mécanique: Tensile test requires σb≥320MPa, δ≥2% for structural parts.
• Leak Detection: Helium mass spectrometry ensures leakage rate <1×10⁻⁶mbar·L/s for pressure-bearing parts (Par exemple, EV water-cooled plates).
• Défauts internes: X-ray real-time imaging meets ASTM E446 niveau B to detect internal porosity and inclusions.

6. Le point de vue de Yigu Technology sur les précautions à prendre lors du moulage sous pression de l'aluminium

À la technologie Yigu, we believe that aluminum die-casting success lies in “contrôle précis + systematic prevention.” Many manufacturers focus only on process parameters but ignore early-stage DFM (Conception de la fabrication) reviews—for example, designing parts with sharp corners that inevitably cause cracks. We recommend establishing a cross-departmental DFM team (y compris la conception, moule, and process engineers) to identify manufacturability issues before mold production.

Pour la production de masse, we advocate SPP (Contrôle des processus statistiques) to monitor key parameters (température du moule, vitesse d'injection, temps de refroidissement) in real time—this reduces defect rates by 40-50% compared to manual monitoring. En plus, 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, manufacturers can achieve a yield rate of over 98% for aluminum die-cast parts.

7. FAQ: Questions courantes sur les précautions liées au moulage sous pression de l'aluminium

T1: Puis-je réutiliser les déchets d'aluminium issus du moulage sous pression, et quelles précautions dois-je prendre?

Oui, 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.

T2: Comment empêcher le moule de coller lors du moulage sous pression de l'aluminium?

D'abord, ensure mold preheating temperature is ≥180°C (cold molds increase adhesion). Deuxième, use high-temperature resistant release agents (Par exemple, à base de graphite) et appliquer un film uniforme (épaisseur 5-10μm) à la cavité. Troisième, polissez la cavité du moule à Ra≤0,8 μm : les surfaces rugueuses augmentent le risque de friction et de collage.

T3: Quelles sont les précautions d'emballage et de transport des pièces moulées sous pression en aluminium?

• Protection antirouille: Imprégner avec de l'huile antirouille LZ-301 (épaisseur du film d'huile 3-5μm) pour éviter l'oxydation pendant le stockage.
• Protection physique: Utilisez du coton perlé pour la protection des coins et un rembourrage en mousse EPE entre les couches pour éviter les rayures de collision.
• Contrôle environnemental: Maintain relative humidity ≤60% and temperature -20~45°C during transportation—avoid extreme temperatures that cause thermal deformation.