一、材料选型策略

常用铝合金包括ADC12（综合性能好）、A360（高韧性）、A356（耐热型）及AlSi17CuMg（超硬型）。需根据部件功能选择：发动机壳体常用ADC12，轮毂选A360，高温环境用A356。注意避免低温环境下使用高硅合金以防脆化，并平衡强度与切削性能。

二、模具设计与制造要点

收缩率补偿：平均收缩率1.6%-1.8%，复杂结构需分区补偿，如筋条处增加0.2mm。

浇注系统：主流道截面积较浇口套入口大15%-20%；内浇口厚度为铸件壁厚的40%-60%（典型3-5mm）。

排气系统：深腔部位采用三级排气（主排气槽+辅助排气针+真空阀），总截面积不低于内浇口的1/3。

顶出机构：顶针间距≤Φ8mm（薄壁件≤Φ5mm），顶出力计算需考虑膨胀压力与摩擦系数。

模具维护需每班次检查模温波动、分型面清洁度，每周检测冷却水路流量与压力。

三、压铸工艺参数控制

温度控制：铝液温度670-720℃，模具预热180-250℃（大型件至280℃）。薄壁件取上限温度以提升流动性。

压射与增压：快压射速度0.5-1.2m/s，复杂结构采用阶梯增速；增压建压时间3-8秒（受力件延长至10秒）。

保压与冷却：保压时间10-25秒（每增加1mm浇口+2秒）；冷却时间8-20秒，加装冷却镶块可缩短30%。

特殊工艺如真空压铸（型腔真空度＞90kPa）可降低气孔率至＜1%，适用于耐压壳体；充氧压铸（通入纯氧）减少夹杂物70%。

四、典型缺陷应对方案

欠铸：扩大内浇口截面积20%以降低流动阻力。

飞边：提升锁模力至设备额定值的85%，减少飞料溢出。

缩松：增设开放式冒口颈以改善补缩通道。

气孔：在固定卷气位置设置排气塞。

裂纹：增加圆角半径至R3以上，减少应力集中。

五、后处理工艺组合

精密加工：CNC精铣余量单边0.3-0.5mm（复杂曲面0.8mm），使用PCD刀片提升刀具寿命。

表面强化：微弧氧化（膜厚15-25μm，盐雾试验＞2000小时）或复合镀层（Ni-P/PTFE双层涂层）。

缺陷修复：氩弧焊补焊（电流≤90A，层间温度＜150℃）或金属型渗透剂浸渗处理。

六、质量控制关键点

检测项目：CMM三坐标测量关键尺寸（CTQ≤±0.15mm）；拉伸试验要求σb≥320MPa，δ≥2%；氦质谱检漏确保漏率＜1×10⁻⁶mbar·L/s；X射线实时成像达到ASTM E446 Level B级。

包装防护：浸涂防锈油（LZ-301型，油膜厚度3-5μm），珍珠棉护角+EPE泡沫衬垫，运输过程相对湿度≤60%，温度-20~45℃。

七、成本优化方向

材料利用率：回炉料比例控制在30%以内，采用定尺锭块减少扒皮损耗。

生产效率：实施快速换模（SMED）压缩换模时间至90分钟内，喷涂机器人改造减少脱模剂用量30%。

能耗管理：安装模具余热回收系统节约能源15%-20%，采用变频压铸机节能模式节电率达35%。

八、典型行业应用案例

新能源汽车：电机壳体采用局部挤压+双级冷却系统解决散热筋变形问题。

通信基站：5G滤波器腔体通过真空压铸+随形冷却水管实现深宽比＞1:8的窄槽成型。

医疗器械：CT机架采用双室挤压+氦检漏确保无孔隙且生物相容。

航空航天：伺服阀壳体通过选择性激光熔覆强化边缘以满足高压密封与轻量化需求。

总结建议

研发阶段：建立DFM评审机制，提前规避可制造性缺陷。

试产阶段：采用DOE实验设计优化工艺参数组合。

量产阶段：实施SPC过程控制，重点监控模温、压射曲线与冷却时间。

持续改进：建立PFMEA数据库，定期更新潜在失效模式及应对措施。

通过系统化的工艺控制与精细化管理，铝件压铸良品率可稳定达到98%以上，满足高端装备制造业的性能要求。