一、基本概念与表现形式

压铸冷料是指在充型过程中，因金属液温度过低或局部过度冷却，导致其流动性显著下降，无法完整填充模具型腔而在铸件特定位置形成的缺陷。典型表现为：铸件局部表面粗糙暗淡、存在明显流痕或层状结构，严重时伴随内部缩松、气孔聚集，甚至出现未完全熔化的固态颗粒残留。该缺陷多发于远离浇口的薄壁区域、深腔底部或模具温度较低的部位。

二、主要成因剖析

1. 金属液温度控制失效

熔炼阶段：合金熔化不充分，炉内温度波动大，导致出炉金属液实际温度低于工艺下限；或长时间保温造成成分偏析，局部产生低温区。

转运过程：保温炉功率不足、转运管道散热过快，或压室预热温度不够，致使金属液在进入型腔前已显著降温。

压射准备：金属液在压室内停留时间过短，未完成热平衡即启动压射，导致前端金属液提前凝固。

2. 模具设计与状态异常

流道设计不合理：直浇道截面积突变、横浇道过长或弯曲度过大，增加金属液流动阻力，延长填充时间并加剧温降。

模具温度分布不均：局部散热能力过强（如未设置蓄热镶块），或冷却水路距离型腔过近，导致金属液快速冷却。

模具表面状态差：分型面磨损、飞边堆积或脱模剂喷涂过量，阻碍金属液流动并加速冷却。

3. 工艺参数匹配不当

压射参数失衡：低速高压组合下，慢速压射延长了金属液降温时间，而高压补缩反而加剧湍流卷气，恶化冷料风险。

保压与开模时机错误：保压时间不足导致补缩不良，或开模延迟使铸件在模具内持续冷却收缩，加重冷料区缺陷。

浇注量控制失准：单次浇注量过多导致压室残留冷料反复循环使用，或过少引发断流现象。

4. 材料特性影响

合金成分偏差：如铝合金中硅含量偏低会降低流动性，镁合金中稀土元素添加量不足影响结晶行为。

回炉料管理混乱：含杂质或氧化皮的回收料未经严格筛选直接掺入，降低金属液纯净度与流动性。

三、系统性改善方案

1. 精准控温体系构建

熔炼环节：采用双联炉工艺，主炉维持高温熔化，辅炉精确控温至工艺窗口上限；配置在线测温仪实时监控出炉温度。

转运保温：缩短炉前停留时间，使用带加热功能的转运包，压室加装电热套保持金属液温度。

模具预热：根据合金种类设定梯度预热温度（如铝合金模具预热至200-250℃），重点加热易发冷料区域。

2. 模具优化设计要点

流道重构：将直浇道改为渐扩式结构，横浇道采用圆滑过渡，减少流动阻力；增设缓冲槽平稳金属液流速。

热平衡设计：在薄壁或深腔部位嵌入导热性适中的陶瓷镶块，平衡局部散热速度；调整冷却水路间距至合理范围。

表面处理：定期抛光型腔表面，清理分型面飞边，控制脱模剂喷涂量为薄而均匀的雾状。

3. 工艺参数动态调整

压射制度：采用“快-慢-快”三级压射模式，首段高速保证充型效率，末段增压强化补缩；根据铸件厚度调整比压峰值。

时间控制：通过试验确定最佳保压时间（通常为凝固时间的70%-80%），设置自动开模触发信号防止过度冷却。

浇注量校准：根据铸件体积精确计算单次浇注量，避免压室残留冷料累积。

4. 材料与配料管理

原材料管控：建立合金成分数据库，每批次进行光谱分析；严格控制回炉料比例（建议不超过30%）。

精炼除气：采用氩气旋转喷吹+覆盖剂联合精炼，降低金属液氢含量；静置除渣时间不少于15分钟。

四、现场诊断与应急处理

目视判定：观察铸件表面是否存在异常暗斑或流痕，敲击冷料区听声音沉闷则表明内部存在疏松。

快速验证：取缺陷部位试样进行低倍组织观察，若发现未熔透的颗粒状物质可确认为冷料。

临时对策：适当提高浇注温度（每次上调10℃直至消除缺陷），清理压室残留冷料，紧急情况下可更换新金属液试产。

五、预防性维护建议

周期性保养：每生产500-800模次后彻底清理模具流道，检查压室磨损情况；每月校验一次测温设备精度。

数据追溯：记录每次生产的金属液温度、模具温度及工艺参数，建立缺陷发生规律图谱。

人员培训：强化操作工对温度敏感性的认识，规范加料、压射等关键动作的标准流程。

通过上述综合措施，可有效控制冷料缺陷的产生。核心在于建立从熔炼到压铸的全流程温度保障体系，结合模具结构的精细化设计和工艺参数的动态优化，最终实现高质量铸件的稳定生产。