（1.苏州中日兴通讯有限公司；2.帕盛博（苏州）软件科技有限公司）
摘 要：薄壁铸件的质量和铸件的表面处理密切干系。产品的表面电镀处理须要担保产品表面无质量毛病，表面致密。本文通过利用FLOW-3D CAST软件模流剖析，找出了气孔毛病位置及发生缘故原由，并进行了改进优化，减少卷宇量，表面致密提高，后续表面处理改进。优化了生产工艺，减少了生产工序，提高了生产效率。
关键词：表面处理；FLOW-3D；气孔毛病；工艺优化
Study on Mold Flow and Yield of Electroplating of Castings based on FLOW-3D CAST
Dajin Shi[1] , Jason Qu[2]
（1.SUZHOU SUNRISE COMMUNICATION CO.,LTD; 2.PSB Engineering（Suzhou）Co,Ltd）
Abstract: The quality of thin-walled die castings is closely related to the surface treatment of the products. The surface electroplating treatment of the products requires that the die castings have no porosity defects. Through FLOW-3D CAST filling simulation, the location of porosity was found out, and the optimized and improved scheme was achieved with low air entrainment, compact surface and good subsequent surface treatment. The production process is optimized, the process is reduced, and the production efficiency is improved.
Key Words: Surface Treatment; FLOW-3D; Porosity Defect; Process Optimization
压铸作为一种前辈的有色合金精密零部件成形技能，适应了当代制造业中产品繁芜化、精密化、轻量化、节能化、绿色化的哀求，运用领域不断拓宽。然而，由于压铸高速、高压的特点，在实际生产中不可避免会涌现各种毛病，影响铸件品质，乃至让铸件报废，个中常见的毛病为气孔。产生于铸件内部、表面或近表面，呈大小不等的圆形、长形及不规则形，内壁光滑。在生产实际中根据形状与天生缘故原由不同，一样平常分为气孔、气泡、针孔、气缩孔等。气孔易导致铸件内部组织致密性低、附近易引起应力集中、机器性能低落，对付分外用环境如耐堕落性、耐热性、气密性都会降落。皮下气孔随意马虎存在于铸件表面以下1-3mm处，在铸态时不易被创造；但经热处理、表面处理、机器加工后会暴露出来。
气孔毛病产生的缘故原由十分繁芜，不仅与铸型工艺干系，而且与铸造合金的性子、合金的熔炼、造型材料的性能等一系列成分有关。因此，剖析铸件毛病产生的缘故原由时，要从详细情形出发，根据毛病的特色、位置、采取工艺等成分，进行综合剖析，然后采纳相应的技能方法，防止和肃清毛病。而气孔是铸件中最常见的毛病之一，办理好铸件的气孔问题对付铸件质量的提高有很大的意义。
本文以我司某型号锌合金医用轮椅掌握器支架为例，通过FLOW-3D CAST软件仿照找出铸件产生毛病的类型及位置，并与实际生产相比拟，对涌现气孔毛病进行剖析和解决，降落支架不良率，提升产品品质。
1 产品剖析
（图1）是医用轮椅掌握器支架铸件，以锌合金ZMAK5生产，其铸件形状尺寸为199.5mm×81.6mm×75mm，产品均匀壁厚1.39mm。此支架壁厚不屈均，有一些部位是环形状，金属液充填时易发生卷气、紊流，导致该部位易涌现气孔、缩孔。
图1 医用轮椅掌握器支架
2 铸造压铸毛病及缘故原由剖析
2.1 铸件压铸毛病
该支架采取的是高压铸造，（图2）为初期设计的浇注系统。在批量生产中，有很多欠铸毛病，电镀时也创造有很多因气孔导致的电镀不良，铸件不良率高达33.78%，严重影响了生产进度。
图2 浇注系统
2.2 缘故原由剖析
图3 支架卷气含量仿照剖析结果
针对支架发生的毛病，我们利用FLOW-3D CAST软件进行模流剖析来查找毛病位置及发生缘故原由。充型时卷气结果见（图3）。结果显示，充填结束时有5处卷气含量很高，发生气体毛病的风险很高。
图4 实际铸件气孔毛病 图5 实际铸件欠铸毛病
我们将仿照结果与实际产品发生毛病位置比拟，创造仿照与实际完备吻合（图3、4、5）。
毛病产生的紧张缘故原由是模具浇注系统和集渣包设计不合理，浇口的分布影响充填时的排气，而且在金属液充填型腔时，末了的充填区域没有集渣包，气体无法排出，导致气孔产生，以及因气体阻碍导致的欠铸毛病。
3 工艺方法
3.1 修正浇注系统和集渣包
由于铸件形状各有差异，就要用履历和实践去合理的分布浇口，让金属液合理添补，不困气、卷气。合理修正渣包位置及大小，使渣包能将末了添补处、金属液汇合处的气体排出，减少气体毛病的发生。首先我们提出了两种优化改进方案，用FLOW-3D CAST软件进行仿照剖析，选出最优方案，并进行生产验证。
图6 方案A浇注系统 图7 方案B浇注系统
方案A：调度浇口位置，使金属液合理平稳充填，并在渣包处增加排气阀，加强排气能力。
方案B：调度浇口位置，在铸件周边增加渣包数量，来容纳金属液充填时包裹的气体。
3.2 模流剖析
对提出的这两种优化方案，我们利用FLOW-3D CAST软件来进行数值仿照，来提前预测金属液的流动形态、温度分布、卷气含量、氧化渣浓度等，在模具修正之前找出优化方案，减少试模本钱和开拓周期。
通过数值仿照剖析创造，（图8）方案A与原方案比拟，卷气含量大大减少。一些关键部位卷气也基本上消逝；
图8 方案A 卷气分布仿照结果
图9 方案B 卷气分布仿照结果
（图9）方案B卷气有减少，产品两侧大大减少，但是在产品的上部和下部，发生卷气的风险非常大。
比拟方案A和方案B，创造方案A充填效果更好，卷气含量低，表面致密，并且放置集渣包数量少，在产品生产制程上，可以有效减少工序，提高生产效率。
3.3 仿照与实际比拟
按照方案A进行修正模具，生产出的产品（图10），气孔基本没有，表面致密，电镀良率大大提高。生产时的不良率由之前的33.78%降到了0.4%，生产效率也得到了很大的提高。
图10 方案A的实际生产验证品
4 结论
1) 利用FLOW-3D软件预测了气体产生位置并剖析了产生缘故原由，结果与实际生产情形相同等，铸件气孔及欠铸的缘故原由紧张是铸件浇注系统设置不合理，集渣包的集气性较差；
2) 利用软件进行优化与仿照，变动浇注位置，增加排气阀，卷气的风险降落，实际生产中铸件的气孔及欠铸不良率大大降落。
参考文献
[1] 马广兴，万里等.轿车底盘铝合金后副车架的压铸工艺及模具设计[J].特种铸造及有色合金，2012,32（1）:55~59
[2] 潘宪曾.压铸模具设计手册[M].北京：机器工业出版社，2006.
[3] 魏娟娟, 米国发, 张锦志, et al. 基于Flow-3D软件的铝合金滤清器座的压铸工艺优化[J]. 铸造, 2017, 66(6):568-571.
FLOW Science 是国际领先的仿照仿真剖析软件首创者，1980年景立，源自美国国家实验室，是著名的仿照剖析算法 – 流体体积法（TruVOF），即自由液面追踪技能的创立者，以该算法为核心开拓的 FLOW-3D CAST 则是专门为铸造工艺而开拓的软件。
帕盛博FLOW-3D 致力于通过 FLOW-3D CAST 对客户供应专业的发卖、培训、技能支持等做事，提升客户核心竞争力。
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文章来源：FLOW3DCast
