純鋁壓鑄工藝流程及模具設計技術要點純鋁壓鑄憑借其材料密度低、導熱導電性能優(yōu)異、耐蝕性良好及易于加工等特性，在電子、汽車、家電及醫(yī)療器械等領域得到了廣泛應用。相較于合金壓鑄，純鋁（通常指純度99.5%以上的鋁）的壓鑄過程因其熔點較低、流動性稍遜、易吸氣氧化等特點，對工藝控制和模具設計提出了更為精細的要求。本文將系統(tǒng)闡述純鋁壓鑄的完整工藝流程，并深入探討模具設計中的關鍵技術要點，旨在為相關生產實踐提供具有指導性的參考。一、純鋁壓鑄工藝流程純鋁壓鑄的工藝流程是一個系統(tǒng)性工程，涵蓋從原材料準備到最終產品檢驗的多個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)的質量控制都直接影響鑄件的最終性能和成品率。（一）原材料準備與熔煉原材料的質量是保證鑄件品質的第一道關卡。通常選用純度符合要求的工業(yè)純鋁錠，并根據生產需求，合理配比回爐料（需嚴格控制雜質含量和比例，避免影響純鋁性能）。在熔煉前，需對鋁錠及回爐料進行預熱烘干，去除表面水分和油污，防止熔煉過程中產生氣體和雜質。熔煉過程多采用反射爐或感應爐。純鋁的熔點約為660℃，熔煉溫度一般控制在680℃至720℃之間。為防止鋁液氧化燒損，熔煉時需在鋁液表面覆蓋熔劑（如氯化物、氟化物復合熔劑）或通入惰性氣體進行保護。熔煉過程中，需嚴格控制熔煉時間，避免過燒。同時，為去除鋁液中的氫氣和非金屬夾雜物，需進行精煉處理。常用的精煉方法有惰性氣體（如氮氣、氬氣）精煉和熔劑精煉。對于純鋁而言，除氣尤為關鍵，因為純鋁極易吸氣，導致鑄件產生氣孔缺陷。必要時，還需進行變質處理以細化晶粒，改善其鑄造性能，但純鋁的變質效果相對鋁合金而言較為有限。（二）壓鑄成型壓鑄成型是將熔融狀態(tài)的純鋁液高速、高壓壓入金屬模具型腔，并在壓力下快速凝固成型的過程。1.壓鑄機選擇與調試：根據鑄件的尺寸、形狀復雜度及生產批量選擇合適噸位和類型的壓鑄機（熱室壓鑄機或冷室壓鑄機，純鋁因熔點不高且流動性問題，冷室壓鑄機更為常用）。安裝并調整模具，確保合模精準，運動部件靈活。2.模具預熱與噴涂：壓鑄前需對模具進行充分預熱，預熱溫度通?？刂圃?50℃至250℃。合適的模具溫度可減少模具熱沖擊，改善鋁液流動性，防止鑄件產生冷隔、澆不足等缺陷。隨后，在模具型腔及型芯表面均勻噴涂脫模劑，以利于鑄件順利脫模，并保護模具，調節(jié)模具溫度。3.壓射參數設定與執(zhí)行：這是壓鑄過程的核心。壓射參數主要包括壓射速度（慢壓射速度、快壓射速度）、壓射比壓、建壓時間、保壓時間及模具溫度等。對于純鋁，由于其流動性不如鋁合金，通常需要較高的壓射速度和適當的壓射比壓以保證型腔充滿，但過高的速度可能導致卷氣和氧化夾雜。慢壓射階段需平穩(wěn)推進，防止鋁液翻騰；快壓射階段則需迅速建立壓力，充滿型腔。4.鑄件取出與清理：鑄件在模具內冷卻到一定溫度后，開模取出。隨后進行初步清理，去除澆口、溢流槽、飛邊毛刺等。（三）后續(xù)處理1.去除澆冒口及飛邊毛刺：采用人工或機械方式（如沖床、專用刀具、機器人打磨）去除鑄件上的澆口、溢流口和飛邊毛刺，注意避免損傷鑄件本體。2.熱處理：純鋁壓鑄后一般不進行強化熱處理，因其熱處理強化效果甚微。但對于有消除內應力要求的鑄件，可進行低溫退火處理。3.表面處理：根據產品要求，純鋁鑄件可進行多種表面處理，如拋丸、噴砂以去除表面氧化皮和提高表面光潔度；陽極氧化可顯著提高其耐蝕性和表面硬度，并賦予不同顏色；也可進行化學轉化膜處理（如鉻化、磷化）或涂漆等。4.質量檢驗：對鑄件進行尺寸精度、表面質量、內部組織及力學性能的檢驗。常用的檢驗方法包括目視檢查、無損檢測（如X光探傷、超聲波探傷，針對關鍵件）、硬度測試、金相分析等，確保產品符合設計圖紙和相關標準要求。二、純鋁壓鑄模具設計技術要點模具是壓鑄生產的核心裝備，其設計水平直接決定了鑄件的成形質量、生產效率及模具壽命。針對純鋁壓鑄的特性，模具設計需重點關注以下技術要點：（一）分型面設計分型面的選擇應遵循以下原則：保證鑄件能順利從模具中取出；簡化模具結構，便于加工制造；盡量減少飛邊，且飛邊易于清理；有利于排氣和溢流；保證鑄件的尺寸精度和外觀質量。對于復雜鑄件，可能需要采用多個分型面（如側抽芯、斜頂等機構）。分型面應盡量選擇在鑄件的最大截面處，并力求平直，避免不必要的曲面分型。（二）澆注系統(tǒng)設計澆注系統(tǒng)的作用是引導鋁液平穩(wěn)、有序、快速地充滿型腔，并將壓力有效傳遞至鑄件各個部位。純鋁流動性相對較差，且易氧化，因此澆注系統(tǒng)設計尤為重要。1.內澆口：內澆口是鋁液進入型腔的最終通道，其位置、形狀、大小和數量對鑄件質量影響極大。應選擇在鑄件壁厚較厚或能使鋁液平穩(wěn)流向各個部位的位置。內澆口截面積需通過計算確定，保證足夠的充型速度和流量。對于純鋁，常采用薄而寬的內澆口，以提高鋁液流速，減少氧化。2.橫澆道與直澆道：橫澆道應具有一定的長度和截面積，起到穩(wěn)流、導向和擋渣的作用。直澆道則應保證鋁液能順利進入橫澆道，通常設計成錐形。整個澆注系統(tǒng)的流程應短而粗，轉彎處應圓滑過渡，避免鋁液產生渦流和卷氣。（三）排氣系統(tǒng)設計純鋁壓鑄過程中，型腔內的空氣、涂料揮發(fā)產生的氣體以及鋁液本身帶入的氣體若不能及時排出，極易導致鑄件產生氣孔、澆不足、氧化夾雜等缺陷。因此，排氣系統(tǒng)設計必須充分。排氣槽通常設置在型腔最后充滿的部位、熔體流動的轉折處、深腔死角以及合模面上。排氣槽的深度應嚴格控制，一般為0.05mm至0.15mm，寬度根據排氣量確定，通常為5mm至20mm。對于復雜型腔，可設置排氣針、排氣塊等輔助排氣結構。溢流槽常與排氣槽配合使用，不僅能容納最初進入型腔的冷污鋁液和熔渣，還能有效排氣。溢流槽應設置在型腔的末端或易產生渦流、卷氣的部位。（四）冷卻系統(tǒng)設計合理的模具冷卻系統(tǒng)能夠保證模具溫度場的均勻穩(wěn)定，縮短成型周期，提高生產效率，同時減少模具熱應力，延長模具壽命，并改善鑄件質量。冷卻水道應根據鑄件的形狀和壁厚分布進行布置，確保型腔各部分溫度均勻。對于純鋁壓鑄，模具溫度不宜過高，以免鑄件粘模和晶粒粗大，但也不能過低影響流動性。冷卻水道應盡量靠近型腔表面，水道直徑和間距需根據散熱需求計算確定，并確保冷卻介質（通常為水）的暢通。（五）模具材料選擇與熱處理模具工作條件惡劣，需承受高溫、高壓、高速鋁液的沖刷和冷熱交替沖擊。因此，模具材料應具備較高的耐熱性、耐磨性、導熱性、強韌性和抗疲勞性能。對于純鋁壓鑄模具，型腔和型芯等關鍵成型零件常用的材料有H13（4Cr5MoSiV1）、3Cr2W8V等熱作模具鋼。這些材料需經過嚴格的鍛造和熱處理（如淬火+回火），以獲得所需的硬度（通常HRC44-48）和金相組織，確保模具具有足夠的使用壽命。導柱、導套等導向零件則選用耐磨、耐溫的材料。（六）抽芯與頂出機構設計當鑄件具有側凹、側孔或復雜內腔時，需設計抽芯機構（如滑塊、斜銷、液壓抽芯等）。抽芯機構應動作靈活、可靠，定位準確。頂出機構的設計應保證鑄件在頂出過程中受力均勻，避免變形或損壞。頂出元件（如頂桿、頂管、頂板）的布置應盡可能均勻分布在鑄件的主要承力面上，且頂出位置應選擇在鑄件強度較高、不易變形的部位。（七）模具型腔表面質量與精度模具型腔的表面粗糙度直接影響鑄件的表面質量。純鋁鑄件通常對表面光潔度有一定要求，因此型腔表面需進行精細加工（如拋光），Ra值應控制在較低水平。同時，模具的制造精度（包括尺寸精度、形狀位置精度）必須得到保證，以確保鑄件的尺寸一致性和互換性。三、結論與展望純鋁壓鑄工藝流程的嚴謹控制和模具設計的科學合理是獲得高質量純鋁鑄件的關鍵。在實際生產中，需充分認識純鋁材料的特性，針對其流動性相對較差、易吸氣氧化等特點，在熔煉工藝中強化除氣除渣，在壓鑄過程中優(yōu)化壓射參數和模具溫度，在模具設計中重點關注澆注、排氣系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的有效性。隨著工業(yè)技術的發(fā)展，對純鋁壓鑄件的性能要求將不斷提高。未來，純鋁壓鑄技術將朝著更精密化、智能化、綠色化的方向發(fā)展。例如，采用計算機模擬技術（如CAE）