变速箱是汽车传动系统的重要零部件。但是,变速箱结构复杂,壁厚变化大,内部品质和表面品质、加工尺寸精度、气密性要求高,导致产品制造困难,废品率高，需要对压铸工艺进行研究和改进。

我公司生产的变速箱侧盖,材料是ADC12,轮廓尺寸为395mm*328mm*99mm,最小壁厚为2mm,产品质量为3.3KG。内部品质要求符合ASTME505标准,铝合金气（缩）孔等级１。表面品质要求产品毛坯表面不允许有铸点、飞边、毛刺。加工尺寸精度要求压铸毛坯平面度小于0.5mm。气密性要求产品内腔在70KPA的空气压力下,泄漏量小于４．６4.6量小于0.81ml/min。该产品年产量为50万件。

1  原生产工艺及品质状况
1.1  原生产工艺
1.1.1  压铸机型选择
由于铸件投影面积为1526cm2，选择13500KN压铸机。
1.1.2  模具设计工艺参数
压室直径为100mm，内浇口截面积为5,43cm2充满度为40％。
1.1.3   浇注系统设计
浇注系统采用 梳形设计,制定了两个方案,通过模流分析确定最优方案,分别见图1和图2。

铸件带浇注系统实物见图3。
模流分析结果表明,方案2充型平稳,避免产生卷气,形成气孔 ； 实现了水尾填充在产品右上侧的目的,可以通过渣包及排气槽减少铸件缺陷。
1.1.4  模具表面抛丸处理
变速箱侧盖清洁度要求很高,产品整体杂质颗粒质量要求小于1.84mg,油道杂质颗粒质量要求小于0.34mg,为此,铸造毛坯表面不允许有铸点.而模具压铸一定数量后,由于反复冷热循环、铝液冲蚀,很容易发生龟裂,产生铸点.为此模具型腔表面采用抛丸处理,强化表面品质,推迟龟裂发生的时间。
1.1.5  压铸工艺参数
低速压射为0.35ｍ/ｓ,高速压射为4.5ｍ/ｓ,高速距离为500mm， 增压比压为30MPa,增压距离为640mm,浇注温度为（665±10）℃。

1.2存在的问题
产品进行批量试生产时，产品硬度不良率为100％，其他缺陷导致废品率高达30％，具体情况如下：①产品压铸完成20h后，解剖指定位置４处，测量截面的硬度（HRB），要求大于40，实际测量数据为25～50，不能满足技术要求,在设备高温运转状态下，可能会影响使用功能。硬度测量位置见图4。②产品油道１型芯针弯曲，表面粘铝拉伤，导致产品孔偏，尺寸超差，不良率为20％。③产品压铸变形严重,要求毛坯平面度为0.5mm,实际为0.77,导致产品黑皮残留,不良率为5％。④产品油道1和油道2交叉位置有缩孔,直径约为3mm,导致产品泄漏,不良率为3％。

针对上述问题进行分析，认为：
①ADC12的Cu含量要求为1.5％～3.5％，我公司变速箱侧盖的Cu含量为1.65％左右，国外同一规格产品的的Cu含量在2.3％左右，其截面硬度（HRB）可以保证大于40。
②零件的油道型芯针直径为16mm，长度为259mm,小端脱模斜度仅为0.38°，冷却困难，压铸过程中容易受到铝液的冲击，产生过热变形弯曲。
③由于产品动模轴承孔1位置包紧力小，定模对应位置包紧力大，导致产品脱模时，受拉而局部变形。
④由于该处属于油道１和油道２的交叉重叠位置，局部壁厚很厚，是压铸过程中的热节，最后凝固，产生缩孔。

２ 工艺改进
2.1 增加Cu含量 ， 提高产品硬度
表1为Cu含量与产品硬度对应关系的具体数据。
试验发现随着Cu含量的增加， 产品硬度也相应增加。 当Cu含 量 为2.1％ ～3.5％ 时， 产品硬度 （HRB）可以满足40以上的技术要求。

2.2  改进型芯针的设计,防止弯曲变形
为了避免该缺陷，型芯针内部设计6mm的冷却水道，加强型芯针的冷却；设计型芯针和滑块配合段直径为16mm，长度为40mm，防止铝屑进入型芯针套导致断针；设计型芯针和滑块配合段后部直径为15mm，针套有单边0.5mm的间隙，长度为285mm，在型芯针受力变形时，有间隙可以随动，防止型芯针卡死后弯曲变形。采用该工艺后，型芯针没有发生弯曲变形，铸孔表面品质良好，没有粘铝拉伤缺陷。因弯曲变形导致的废品率由20％降低到0。型芯针设计见图5。

2.3  采用模具局部倒扣结构，防止受拉变形
在产品动模轴承孔1位置采用宽2mm、深0.3mm的倒扣，增加动模局部的包紧力，使产品脱模时不会受拉变形。该工艺实施后，产品受拉变形降到0.5mm以下，因产品受拉变形导致的废品率由5％降低到0.5％。

2.4 点冷改为直冷，减小缩孔直径
原产生缩孔的位置设计有点冷，但是冷却强度不足，通过修模，把点冷改为直冷，有效地减少了缩孔缺陷， 使缩孔直径由3mm降 到1mm以 下， 产品泄漏比例由3％ 降低到0.5％ 。

3  结语
通过上述工艺改进， 成 功 地解决了产品的硬度不足、 型芯针弯曲 、 产品受拉变形和缩孔问题， 使压铸变速箱侧盖产品的合格率达到95％ 以上。