真空压铸是当前高质量铝压铸件的必要生产条件,像缸体、自动变速箱壳体、阀体等。特别是汽车结构件,需要做T6热处理和焊接,铸件的含气量要控制在0.5cc/100g以内,这对整个充型过程中的高真空度有严格的要求(真空度在50毫巴以下),要在充满挑战的压铸生产环境下稳定地实现更不容易。这些大型而且形状越趋复杂的压铸件,要保证模腔能达到高真空状态,除了要模具密封性好之外,压室也要密封;还需要很好的整体冲头系统(包括冲头、料管、润滑、分流锥)才能保证压射速度的稳定性、快速的生产周期和的气体产生量。当然还要优化的压射工艺和浇道系统来避免卷气,高效的模具温度热平衡控制来减少喷涂量和局部过热,铝液除气除渣来减少含气含渣量等。此外,还要避免在压射过程中让铝液和残留的润滑油产生气体进入铸件。
含气量是影响铸件焊接性的重要因素。脱模剂的有机物残留直接粘污铸件表面,此外,和铝液的接触使脱模剂在高温下热分解出氢气并溶入铝液,在铸件凝固时又析出成为微气泡。同样有害的是过多的冲头润滑油,因为压室的润滑油更会直接和铝液接触,产生气体。太多的残留会堵塞排气通道和影响阀芯滑动,也导致毛刺出现,损坏密封条。
标准的冲头材料除了H13模具钢外,还可以用耐磨的铍铜冲头;对冲头行程长、料管充满度高的大型压铸件生产有很大的好处。铍铜合金有很高的导热性和润滑性,冲头的冷却很快,磨擦系数低,确保冲头温度不会过高,运行时不会卡锤,是很好的冲头材料。铜合金冲头可以选用不同的材质,含镍铬硅的铜合金硬度较低(HB180-220),价格较便宜。含铍(1%)高的镍钴铜合金的硬度(HB>300),但价格。都是常用的冲头材料。
目前国内外用的压射冲头是针对普通压铸而设计的,由于冲头需要在压射室中做高速运动,因此冲头与压射室内壁之间都要有一定的间隙。高真空压铸时,真空系统对压射室及模具型腔抽真空,外界气体便可以经过此间隙进入压射室及模具型腔,从而导致气孔缺陷。目前普通压射冲头密封性能差,因此,不能适应高真空压力铸造的要求。