一 鋁合金壓鑄件清潔度背景分析

隨著新能源電動汽車市場的持續(xù)擴(kuò)大，三電系統(tǒng)（電池、電控、電機(jī)）作為電動汽車的核心部件，其上游零部件廠家的清潔度管控發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。微粒污染可能顯著加劇系統(tǒng)在初始試運轉(zhuǎn)及初期使用階段的磨損率，甚至引發(fā)災(zāi)難性故障，進(jìn)而影響整車可靠性與安全性。

為確保各部件及系統(tǒng)性能穩(wěn)定，必須嚴(yán)格控制制造過程中引入的微粒量。針對三電系統(tǒng)殼體，清潔度的核心評價指標(biāo)包括微粒重量（質(zhì)量）與顆粒度（尺寸分布）。鑒于清潔度對產(chǎn)品質(zhì)量的直接影響，深入分析殼體加工過程中的清潔度影響因素并制定針對性控制措施，已成為行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵課題。

二 鋁合金壓鑄件起皮問題的影響因素分析

1. 材料因素

1.1 鋁合金中各元素的含量對材料性能具有顯著影響。

具體表現(xiàn)如下：當(dāng)硅（Si）含量≥11.5%且鐵（Fe）含量≥1.2%時，鋁合金中易形成化合過剩相及片狀組織，導(dǎo)致表面結(jié)構(gòu)疏松。在后續(xù)拋丸等表面處理過程中，材料易出現(xiàn)起皮現(xiàn)象；當(dāng)鎂（Mg）含量≥0.3%、錳（Mn）含量≥0.5%且鋅（Zn）含量≥1.2%時，鋁合金表面可能形成硬脆相或裂紋組織，拋丸處理時易發(fā)生嚴(yán)重脫皮或材料缺失；當(dāng)銅（Cu）含量≤1.5%時，鋁合金的表面強(qiáng)度和硬度不足，拋丸處理時易出現(xiàn)凹陷變形、起皮或起皺現(xiàn)象；當(dāng)回爐料比例≥50%時，熔煉過程中除渣和除氣難度增加，導(dǎo)致材料的物理和機(jī)械性能下降。壓鑄產(chǎn)品的表面易出現(xiàn)氣孔和雜質(zhì)，拋丸處理時易發(fā)生起皮。

1.2 材料質(zhì)量不穩(wěn)定的影響。

若鋁合金原材料本身存在質(zhì)量問題（例如內(nèi)部存在雜質(zhì)、氣孔等冶金缺陷），在壓鑄成型過程中，這些薄弱區(qū)域會因材料性能不均一而成為應(yīng)力集中點。在后續(xù)表面處理（如拋丸、噴砂等）時，薄弱部位易因機(jī)械沖擊或熱應(yīng)力作用發(fā)生層間剝離，導(dǎo)致表面起皮現(xiàn)象。

2. 模具因素

2.1 澆道設(shè)計不合理

若模具直澆道與橫澆道的截面面積比例不當(dāng)（如橫澆道總截面面積大于直澆道），會導(dǎo)致橫澆道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓卷氣現(xiàn)象。氣體被卷入模具型腔后，會顯著增加排氣系統(tǒng)負(fù)荷，并在產(chǎn)品淺表層形成氣孔。此類氣孔在拋丸處理時易引發(fā)表面起皮或起泡。澆道間距過大，當(dāng)多股分支澆道間距超過合理范圍時，兩股澆道間的金屬液易形成回流困氣區(qū)域；填充方向?qū)_，若澆道填充方向存在對沖，會導(dǎo)致金屬液產(chǎn)生紊流。上述兩種情況均會在產(chǎn)品淺表層形成氣孔（行業(yè)俗稱“滯瘤”），拋丸時易因應(yīng)力集中而發(fā)生表面起皮。

2.2 排氣道設(shè)計缺陷

若模具排氣道設(shè)計無法滿足排氣需求（如排氣速度超過350米/秒），或溢流槽未設(shè)置在填充末端或缺陷聚集區(qū)，會導(dǎo)致排氣排渣受阻及困氣現(xiàn)象。此時，產(chǎn)品填充末端易出現(xiàn)淺表層氣孔，拋丸時易引發(fā)表面起皮。

2.3 冷卻系統(tǒng)問題

若冷卻水道延伸至澆道填充末端，會導(dǎo)致模具局部溫度過低，進(jìn)而在產(chǎn)品淺表層形成冷隔、流痕或麻面等疏松缺陷。此類缺陷在拋丸處理時易引發(fā)嚴(yán)重起皮；若點冷卻機(jī)故障導(dǎo)致冷卻水壓力或流量不足，模具熱集中區(qū)域易出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，對應(yīng)產(chǎn)品部位可能產(chǎn)生熱收縮裂紋或氧化皮分層，拋丸時亦易起皮。

2.4 模具表面狀況

若模具表面光潔度不足（如存在劃痕、損傷或微觀粗糙度超標(biāo)），會直接影響壓鑄件表面質(zhì)量。此類表面缺陷在脫?；蚝罄m(xù)處理時易因應(yīng)力集中而發(fā)生起皮。

3. 壓鑄工藝因素，如壓鑄參數(shù)、澆注溫度和模具溫度等

3.1 壓射中心偏心

壓鑄機(jī)型的壓射中心與定模型板上的壓射孔中心偏心，會導(dǎo)致壓射沖頭卡滯、壓力損耗，以及產(chǎn)品強(qiáng)度和硬度下降。此外，在拋丸過程中，產(chǎn)品表面容易起皮。

3.2 壓射速度和行程問題

當(dāng)高速行程較短時，鋁液在澆口附近停留時間較長。先進(jìn)入型腔的少量金屬液遇到低溫模具型腔后會立即凝固，形成極薄的金屬層。后續(xù)金屬液覆蓋在其上，與基體的結(jié)合強(qiáng)度較低，連接不牢固。因此，在拋丸處理時，表層容易脫開并起皮。

3.3 壓射壓力不足：

壓射壓力不夠，會使壓鑄件的致密度不足，內(nèi)部出現(xiàn)孔隙等缺陷。在后續(xù)的拋丸等處理過程中，壓鑄件容易起皮。

3.4 鋁液溫度低

給湯時間過長、溜槽過長、壓室溫度低，以及壓室內(nèi)脫模劑殘留等，都會導(dǎo)致鋁液溫度降低。當(dāng)兩股溫度較低的鋁液交匯時，熔融金屬液熔合不良，表面會形成輕微冷隔或較重的流痕，從而導(dǎo)致起皮。

3.5 模具溫度異常

模具局部溫度低，會使鋁液降溫過快，特別是大型壓鑄件，鋁液流程長，溫度損失大，末端鋁液熔合效果不佳；而模具溫度過高，則可能導(dǎo)致壓鑄件表面出現(xiàn)熱收縮和氧化皮起層等問題，拋丸時容易起皮。

3.6 脫模劑使用不當(dāng)

脫模劑濃度過高、噴涂過量、噴涂不均勻，以及噴涂后未吹干模具型腔、滑塊滑道和分型面的水分，都會導(dǎo)致水汽含量過多；沖頭潤滑油使用過多也會產(chǎn)生油煙。這些情況都會加劇鋁液污染。水汽和油煙會氧化先進(jìn)入型腔的金屬液，形成氧化界層，導(dǎo)致其與基體的結(jié)合強(qiáng)度降低，在受到外力作用時容易脫皮。

3.7 壓鑄周期問題

壓鑄周期過長或過短都可能影響壓鑄件的質(zhì)量。周期過長，壓鑄件冷卻時間過長，可能導(dǎo)致內(nèi)部組織不均勻；周期過短，壓鑄件冷卻不充分，內(nèi)部存在殘余應(yīng)力，在后續(xù)處理時容易起皮。

4. 后處理因素

4.1 拋丸丸粒問題

購買的拋丸丸粒直徑不一致，部分丸粒大于工藝設(shè)置的直徑尺寸，會導(dǎo)致拋丸沖擊力增大，從而將產(chǎn)品表面沖擊起皮。

4.2 拋丸參數(shù)設(shè)置不當(dāng)

拋丸速度過高、時間過長、彈丸流量過大等，都會使沖擊力和刮削作用增強(qiáng)，導(dǎo)致產(chǎn)品表面致密層剝落而起皮。

4.3 打磨處理不當(dāng)

壓鑄件毛坯的飛邊及多料未清理打磨干凈，拋丸后會殘留飛皮或起皮；打磨過度，將毛坯表面致密層打磨掉，拋丸時也會因沖擊力作用而起皮。

三 解決鋁合金壓鑄件表面脫皮、起層的一些方法

1. 化學(xué)清洗法

1.1 酸性溶液清洗

原理：利用酸與脫皮、起層物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將其溶解去除。

常用溶液：例如，使用 10%-15% 的酸性溶液。將鋁合金壓鑄件浸泡在酸性溶液中一段時間，一般 10-30 分鐘不等，具體時間根據(jù)脫皮、起層的嚴(yán)重程度而定。之后用清水沖洗干凈。

注意事項：酸性溶液具有強(qiáng)腐蝕性，操作時要做好防護(hù)措施，如佩戴手套、護(hù)目鏡等，并且在通風(fēng)良好的環(huán)境下進(jìn)行。

1.2 堿性溶液清洗

原理：對于一些油污等污染物附著導(dǎo)致的脫皮、起層現(xiàn)象，堿性溶液可通過乳化和皂化作用去除。

常用溶液：如 5%-10% 的堿性溶液。將壓鑄件放入溶液中，在適當(dāng)溫度（一般 40-60℃）下浸泡 30 分鐘左右，然后用清水沖洗。

2. 機(jī)械清洗法

2.1 打磨

工具選擇：可以使用砂紙或砂輪機(jī)等工具。對于較輕的脫皮、起層，先用細(xì)砂紙（如 200-400 目）輕輕打磨，去除表面的脫皮、起層部分，然后再用更細(xì)的砂紙（如 600-800 目）進(jìn)行進(jìn)一步打磨，使表面平整。

后續(xù)處理：打磨后需要使用干凈的布擦拭表面，去除打磨產(chǎn)生的碎屑。

2.2 噴砂處理

原理和操作：利用高速砂流的沖擊作用清理和粗化基體表面。選擇合適的噴砂介質(zhì)（如石英砂、金剛砂等），在一定的壓力（一般 0.3-0.8 MPa）下對鋁合金壓鑄件表面進(jìn)行噴砂處理。

優(yōu)點：可以有效去除脫皮、起層，同時還能提高表面的粗糙度，有利于后續(xù)的涂裝或粘接等工藝。

3. 電化學(xué)清洗法

3.1 陽極氧化法

原理：將鋁合金壓鑄件作為陽極，在特定的電解液（如硫酸溶液）中通電，使表面形成一層氧化膜。這層氧化膜可以掩蓋脫皮、起層的缺陷，并且可以提高表面的硬度和耐腐蝕性。

操作要點：控制好電解液的濃度（一般為 15%-20%）、溫度（18-22℃）、電流密度（1-2 A/dm²）和氧化時間（30-60 分鐘）等參數(shù)。

4. 使用專用清洗劑

市面上有許多專門用于清洗鋁合金表面缺陷的清洗劑。這些清洗劑通常是根據(jù)鋁合金的特性研制的，具有較好的清洗效果。在使用時要按照產(chǎn)品說明書的要求進(jìn)行操作，包括清洗劑的濃度、清洗時間和清洗溫度等參數(shù)的控制。

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