模流门诊 | 端盖复合孔洞缺陷的破解

本章案例源自一位网友的反馈：其生产的端盖出现了位置不固定的砂眼问题。尽管已进行常规工艺调整，但该问题依旧未能彻底解决。

针对网友反馈的端盖砂眼难题，适创科技再次开启“模流门诊”，借助智铸超云平台，从气体卷入及缩松/缩孔风险双重维度深入探究，精准锁定“病因”——气孔与缩孔并存的孔洞缺陷。本案例将展示如何通过系统分析与针对性优化，有效破解此类复合型孔洞缺陷的难题。

在前面的文章我们提到过，孔洞暴露的两种情况分别是气孔和缩孔，结合客户的描述，砂眼位置不稳定，气孔的概率较大，所以我们先来做卷气分析。

可以看出，这个铸件是典型的壁厚件，当金属液从较小的浇口截面进入较大的产品截面时，会产生显著的压差变化，从而导致金属液喷溅严重，在厚壁铸件内形成散乱流动。

散乱流动极易卷入气体，造成大面积的包卷现象，最终形成气孔类缺陷。

通过智铸超云的界面前沿结果可以看到，金属液与空气前端接触的卡其色部分比较多，而且在充填过程中比较混乱；通过卷气压力的结果也可以发现，在产品内部有比较多的高压位置，这两个结果都说明了卷气情况比较严重，气孔风险偏高。

智铸超云界面前沿结果

 智铸超云卷气压力结果

通过智铸超云平台的模流分析，适创科技资深工程师梅工对整个铸件（包括加工后的剖切面）的缩孔风险进行了评估。结果显示，铸件上存在较多缩松/缩孔风险体积较大的区域，说明缩孔风险也比较严重。由此确认，缺陷区域同时存在气孔与缩孔的问题。

智铸超云缩孔缩松风险评估

 智铸超云缩孔剖切结果

针对这种气孔与缩孔并存的孔洞类缺陷，梅工提出了系统性解决思路：

优先解决气孔（卷气）问题

由于气孔是在金属液散乱流动带来的大面积包卷中形成的，在连续多模次生产中缺陷位置可能并不固定。对于位置不固定的缺陷就不能提供针对性的解决方案，所以在气孔与缩孔并存的缺陷中需要优先解决气孔问题，如优化浇注系统、调整角度、改进排气连接等等；

之后，我们再来改善缩孔的问题。缩孔的解决方案相对比较固定，比如增加局部挤压销或优化冷却水路来调整缩孔位置的温度分布甚至还可以减小加工余量设计避免暴露等等。

厚壁铸件的设计要点

优化填充模式，减少金属液对模具的撞击，尽量使金属液在铸件内平稳流动，从而减少包卷；

适当增加浇口厚度以及缩短压射冲头到产品的距离，以提升增压效果的有效性；

工艺上可采用高压低速以及提前增压等方式，提升金属液在成型过程中的致密度；

此外，冷却要做足，最好是能针对具体问题精准控制。

针对本案例的具体调整（端盖砂眼）

造成本案例卷气缺陷的直接原因在于当前单个产品采用单浇口浇铸，金属液直接冲击中央圆柱形窗口，加剧了卷气。

■ 方向一：浇注系统优化

压机匹配的情况下，缩短冲头与铸件的距离或充填距离，缩短其增压距离以提高压力有效性；

调整浇道角度或进料方向，将金属液精准引导至两侧大平面区域填充，避免直接冲击圆柱，或使进料点正对大平面平稳充填。

原始方案示意图

优化方案示意图

■ 方向二：温控系统

在缩孔对应的位置动定模侧增加冷却水，中间较深的型腔位置可以增加点冷管。

■ 方向三：工艺优化

可以参考以上高压低速充填以及提前增压等工艺方式。

通过智铸超云平台的精准模拟与梅工的深入剖析，成功定位了本案例中端盖砂眼位置不定的根本原因——气体卷入与缩松风险叠加所导致的复合型孔洞缺陷。

在该案例中，梅工提出的系统性解决方案，涵盖了优先治理卷气、优化浇注系统设计以及针对性调整工艺参数等多个方面，为解决此类难题提供了明确的技术路径和方案参考。