摘要：漏氣是鋁合金鑄件一種常見的質量問題，漏氣位置通常存在于兩機加面距離較窄且產品內部存在缺陷的位置或粘模拉傷嚴重的位置。某摩托車右箱體至開發到投產以來，合格率一直較低，機加后水檢漏氣比例高達86%。本文針對該產品漏氣這一問題，從減小產品壁厚、優化螺孔型芯與優化擠壓銷等幾個方面進行分析解決，最終將該產品漏氣比例由原86%降低至9.14%，較好的解決了該產品漏氣這一問題。
1、背 景
某摩托車右箱體至開發到投產以來，合格率一直較低，漏氣比例高達86%，通過浸滲后仍有8%的產品會漏氣，而且因加工工藝需求，左右體需合箱加工缸孔，這也導致合格左體會與漏氣右體一并報廢，嚴重影響產品的交付，且造成大量人力財力的浪費。通過對料廢漏氣件進行詳細的漏點排查，發現漏氣位置主要為遠端M8螺孔位置與缸面AB栓螺孔位置（圖1）。
2、原因分析
2.1產品壁厚過厚
產品壁厚厚大部位易產生熱節，鋁液凝固較晚，若無法進行及時的補縮易在壁厚處產生縮孔等缺陷，造成內部組織不致密，從而導致機加后漏氣。
（1）遠端M8螺孔位置：實物剖切檢查發現該位置壁厚約在9.4mm，且剖切后能看見明顯縮孔（圖2），該位置又位于充填遠端，壓機增壓無法有效傳遞，導致產品內部組織縮松。
（2）缸面AB栓螺孔位置：該位置因位于進澆處，且產品分型較為復雜，導致缸面AB栓螺孔與油道均無法抽芯，圈出位置處產品壁厚較厚約20mm。因為此位置壁厚過于厚大，單靠壓機增壓是無法對此位置進行補縮的，所以在肉厚位置增加了一擠壓銷進行局部增壓，增加補縮（圖3），但實際生產過程中時常出現擠壓銷擠不動的情況，擠壓銷的失效會導致該位置組織疏松，機加后缸面螺孔與油道互漏。
2.2局部積熱拉傷嚴重
在產品結構中難免會存在一些細小的深腔或尖銳結構，對應模具上的這種細小結構在生產過程中往往會導致熱量無法及時散發而集中在尖銳位置，在鑄件出模時這些尖銳位置因溫度過高而把鑄件表面拉傷。
該產品遠端M8螺孔型芯長度32.5mm，直徑5.5mm，長徑比5.5倍，這種細長結構型芯極易積熱，導致脫模時會將鑄件表面致密層拉傷破壞從而導致漏氣，從下圖可看出明顯粘模拉傷痕跡（圖4）。
3、解決方案與效果驗證
3.1壁厚過厚問題
（1）遠端M8螺孔位置：該位置因產品特征局限導致無法使用擠壓銷等方式來進行局部補縮，因此采用了減壁厚的一個方式來進行解決，將此位置壁厚由9.4mm降低至3.5mm，用鑲割方式來進行修模（圖5）。
修模后產品探傷效果良好，無明顯縮孔存在（圖6），且探傷位置縮孔要求優于ASTME5052級標準。
（2）缸面AB栓螺孔位置：針對擠壓銷不能擠入這一問題，通過三維數據分析，初步判定為擠壓銷與擠壓銷套間隙過小導致，僅1mm。因鋁液與金屬接觸位置會先凝固，間隙過小會導致擠壓銷擠入時擠在已凝固的金屬表面，從而導致擠壓銷擠不動這一問題。針對此問題，我們對擠壓銷與擠壓銷套之間的間隙做了優化，將間隙加大至2mm（圖7），避免擠壓銷在擠入時擠在已凝固的鋁液上方。
擠壓銷優化后通過現場跟蹤實測發現擠壓銷能順利擠入設計擠壓深度10mm。
3.2粘模拉傷問題
針對這一問題，對遠端M8螺孔型芯進行了優化。首先加大了型芯直徑，由5.5mm加大至6.5mm，減小加工余量，避免加工余量過大將內部缺陷暴露，并且對型芯表面做了PVD涂層工藝與增加高壓細芯冷卻水，以提高型芯表面硬度與降低型芯溫度，從而避免粘模拉傷的發生（圖8）。
在將型芯進行優化后發現該位置已無明顯粘模拉傷痕跡（圖9），且機加后檢漏發現該位置漏氣問題已得到完全解決。
4、結 論
在對壁厚問題與粘模問題得到解決后，該產品漏氣比例由86%降低至9.14%，漏氣產品浸滲后檢漏漏氣比例由原8%降低至3.1%，漏氣問題得到了較好的解決。這不僅為以后開發類似產品提供了參考，還可以在開發時便做好問題的規避，也為其余產品在漏氣問題的解決方法上提供了思路。
文：重慶宗申動力機械股份有限公司楊懷、帥海江、張青峰、任金山
