壓鑄過(guò)程中產(chǎn)生的縮孔是鑄件內部常見(jiàn)的孔洞類(lèi)缺陷，主要由金屬液凝固收縮未得到充分補給所致。以下是對該問(wèn)題的系統性解析及應對策略：

一、縮孔的形成機理與特征

當金屬液注入模具后，隨著(zhù)溫度降低逐漸凝固并伴隨體積收縮。若此時(shí)未有足夠液態(tài)金屬補充至收縮部位，則會(huì )在鑄件厚大截面或熱節處形成集中縮孔。典型特征包括：
宏觀(guān)形態(tài)：不規則多邊形或近似球形的大尺寸空洞，多分布于鑄件壁厚突變處或內澆道附近；
微觀(guān)表現：孔壁粗糙且呈枝晶狀，周?chē)０殡S微小縮松；
位置規律：優(yōu)先出現在冷卻速度最慢的區域（如最后凝固的熱節部位）。
與氣孔不同，縮孔內壁無(wú)氧化光澤，斷口呈暗灰色纖維狀組織。

二、核心影響因素剖析

1. 鑄件結構設計缺陷

厚度不均：局部區域過(guò)度肥厚（如搭接筋交匯處），導致該部位成為最后凝固的熱節；

孤立熱區：未設置有效引流通道的封閉空腔或凸臺結構；

截面突變：突然增厚的壁厚造成凝固次序紊亂。

2. 澆注系統匹配失衡

內澆道位置不當：遠離熱節區域，無(wú)法實(shí)現定向補縮；

流道截面積比例失調：橫澆道過(guò)早凝固阻斷補縮通道；

溢流槽容量不足：未能儲存多余金屬液用于最終補縮。

3. 工藝參數控制偏差

保壓時(shí)間/壓力不足：未維持足夠壓力直至鑄件完全凝固；

模具預熱溫度過(guò)低：加劇凝固前沿與內部的溫度梯度，加速表皮層過(guò)早閉合；

壓射速度過(guò)快：雖能提高充型能力，但也會(huì )增加卷入氣體的風(fēng)險并縮短有效補縮時(shí)間。

4. 合金特性影響

凝固溫度區間寬：如鋁合金（尤其是含硅量高的Al-Si系），糊狀凝固特性導致補縮困難；

收縮率差異大：不同合金的體收縮率差異顯著(zhù)（如銅合金＞鋁合金＞鎂合金）。

三、針對性改善方案

（一）鑄件結構優(yōu)化設計

消除熱節：通過(guò)仿真分析識別最后凝固區域，采用減薄壁厚、增設冷鐵或開(kāi)設工藝孔的方式打破熱阻；

均勻化壁厚：遵循“漸次過(guò)渡”原則，避免截面突變（建議厚度變化率≤1:3）；

引入開(kāi)放型筋板：將實(shí)心加強筋改為網(wǎng)格狀或鏤空結構，既保證強度又改善補縮條件。

（二）澆注系統重構

開(kāi)放式澆道設計：采用大斷面梯形橫澆道+傾斜式內澆道，確保金屬液自下而上平穩充型；

加壓冒口技術(shù)：在熱節部位設置帶陶瓷過(guò)濾片的明冒口，配合彈簧頂針實(shí)現持續加壓補縮；

多級溢流系統：按凝固順序依次設置主溢流槽（初級補縮）、副溢流槽（二次補縮）和排氣槽。

（三）工藝參數精準調控

分段保壓控制：在傳統保壓基礎上增加二次加壓階段，針對厚大部位實(shí)施延時(shí)增壓；

動(dòng)態(tài)模具溫控：對熱節區域采用局部加熱（如感應線(xiàn)圈預熱），延緩該部位凝固時(shí)間；

低速充型策略：將壓射速度控制在0.5-1.2m/s范圍，減少卷氣風(fēng)險的同時(shí)延長(cháng)有效補縮期。

（四）特殊工藝應用

擠壓鑄造復合工藝：在傳統壓鑄基礎上增加合模后的持續加壓（可達數百兆帕），強制消除收縮間隙；

真空輔助壓鑄：通過(guò)抽取型腔內氣體降低背壓，提升金屬液的實(shí)際補縮能力；

半固態(tài)漿料壓鑄：利用半固態(tài)金屬的球狀初生相阻礙收縮缺陷擴展，適用于復雜結構的高質(zhì)量鑄件。

四、典型行業(yè)應用案例

汽車(chē)零部件（發(fā)動(dòng)機缸體）

某廠(chǎng)商生產(chǎn)的鋁合金缸體在軸承座圈處頻繁出現縮孔。通過(guò)以下改進(jìn)取得成效：

將原封閉式水套改為開(kāi)放式筋板結構，增設螺旋式集渣包；

采用計算機模擬確定最佳內澆道角度（與水平面呈15°夾角）；

實(shí)施三級保壓控制（主保壓→二次增壓→終壓保持），配合局部氬氣保護冷卻。
改進(jìn)后該部位縮孔率由18%降至2.3%，力學(xué)性能提升12%。

消費電子（筆記本電腦支架）

針對超薄壁（1.2mm）鎂合金支架的縮松問(wèn)題：

開(kāi)發(fā)專(zhuān)用高流動(dòng)性合金（AM60B改良型），縮小凝固溫度區間；

采用真空壓鑄+快速模溫變換技術(shù)（動(dòng)態(tài)控溫±5℃）；

設計蜂窩狀隱形加強筋替代傳統實(shí)心結構。
最終實(shí)現無(wú)可見(jiàn)縮孔的表面質(zhì)量，成品率達97%。

五、總結

縮孔控制的關(guān)鍵在于建立有序的凝固順序與保障有效的補縮通道?，F代壓鑄技術(shù)正朝著(zhù)智能化方向發(fā)展，通過(guò)CAE仿真預測收縮矢量，結合實(shí)時(shí)監測系統動(dòng)態(tài)調整工藝參數，可實(shí)現缺陷的精準防控。對于高精尖領(lǐng)域（如航空發(fā)動(dòng)機葉片），建議采用定向凝固技術(shù)或激光立體成形等先進(jìn)工藝從根本上規避此類(lèi)缺陷。