压铸生产中凡从压铸件上切取的力学性能试样，其抗拉强度(σb)都乘以修正系数1．33。为了验证这个系数的正确性，原航空部曾组织了八个厂、所，在设定的工艺参数下压铸了大批试样，利用这些试样探索了工艺参数和力学性能的关系，找到了能获得几种常用压铸铝合金最佳力学性能所需的工艺参数。还从不同铝合金的压铸件上切取了大量的试样，也测定了它们的力学性能，并对两类试样进行了对比分析，试验工作及其结果都通过了技术鉴定会的鉴定。有关成果受到了全国科学大会的嘉奖。本文仅就这些试验中所测定的压铸件尺寸数据进行分析讨论。
    众所周知，压铸合金液在压铸过程中冷却结晶，通常压铸件从型腔中取出后其尺寸就基本确定，但实际生产中，同一牌号的合金，用同一付模具压出的铸件，其尺寸却不完全相同(实际它们的力学性能也有差异)。实践证明，这是由于选用了不同的压铸工艺参数造成的，，近年来许多压铸件尺寸的精度要求
都比较高，另外为了减少机械加工后暴露出内部缺陷导致压铸件报废，也要求提高压铸件的尺寸精度而力求减少机械加工。所以有必要了解工艺参数对压铸件尺寸的影响，以便通过调整工艺参数获得合格的压铸件尺寸。
    试验中，选择扁平试样(如图1)作为特定的压铸件，为便于测量尺寸变化和测试力学性能。1  压铸试验条件
1．1  材料
    YZALSil02合金，由70％一级旧料加30％新料
配制而成。力求接近生产用料。
1．2  设备
    ①125吨卧式冷室压铸机，该机具备三级压射、
快速建压功能，建压时间小于o．02秒，增压终了时的压力冲击波5％以下。
    ②测压测速装置：能测出每一压铸循环全过程中任意一个千分之一秒内压力和速度的变化。
    ③自动控制模具温度的电加热器。
    ④自动浇注机械手：为了消除操作者手工舀料对合金浇注温度的影响。
1．3  工艺参数的设定
    在下列范围内调整了五个主要工艺参数。
    ①压射比压(P)：30MPa~100MPa
    ②压射速度(即冲头速度V)：240毫米／秒~1000毫米／秒  (实现的充型速度是3米／秒~60米／秒)
    ③合金浇注温度(TL)：615℃~725℃
    ④模具温度(Tu)：140℃~300℃
    ⑤浇口厚度(δ)：0．8毫米~2.4毫米(可无级调整)。
1．4  为减少涂料发气和沉淀物的影响，试验中采用水剂石墨作为脱模剂(分型剂)。
2  试验结果和分析
    将上述五个工艺参数搭配成36种工艺方案后，压铸了两千多根试样，实测了试样(特定压铸件)的尺寸，并将实测数据整理、推导出压铸件尺寸(L)的回归方程：合金浇注温度(TL)变化范围为615℃~725℃
    模具温度(TM)变化范围为140℃~300℃
    压射比压(P)变化范围为30MPa—100MPa
    压射速度(V)变化范围为240毫米／秒～1000毫米／秒
    从回归方程中看出合金浇注温度(TL)的影响较小，因为其变化率也小。压射比压(P)、压射速度(V)的变化率虽然很大，但回归方程中Pv相乘是负值，所以它们的变化对尺寸L的影响不明显。TM项的系数大，加之变化率也大，所以影响显著。上表中的实测数据Ⅰ、Ⅱ两组模温偏高，从这两组试验看出压射速度的影响比压射比压的影响大(与图3、图4一致)。第Ⅲ组模温偏低，从这一组的压铸件尺寸看出它们都比第Ⅰ、Ⅱ组模温偏高的尺寸小，其中试验号9的尺寸比试验号2的尺寸大些。这是因为9号的合金浇注温度高于2号的合金浇注温度(与图2一致)。这一组数据也说明合金浇注温度的影响比压射速度的影响略大。3  模具温度和压铸件尺寸的关系
3．1  模具的温度场
    生产中都要求将模具预热到一定的温度后再开始压铸。随着压铸次数的增加，模具各部位的温度发生变化，形成模具的温度场。影响模具各部位温度的主要因素有①合金浇注温度，②压铸件重量和结构，③集渣包和浇注系统的开设，④每一压铸循环的总时间和保压时间(留型时间)，⑤生产的节奏和连续性，⑥模具冷却方式和冷却介质等。
    引起模具温度变化的热源主要是压铸合金液。
    以铝合金为例，当合金液进入型腔时，型面瞬间温度升到600℃以上。随之快速向模具本体散热，逐渐趋于平衡。图5中的虚线为浇注前模具的型面温度，浇注后热量不断地从型面通过模具本体，通过模具外表面散到空间，形成了温度梯度。如图6左侧部分所示。与此同时，压铸件向型腔散热后冷却凝固，在与型面接触处温度最低，壁厚中心部位温度最高，也形成了一个温度梯度，如图6右侧部分所示(局部放大)。   实际上绝大多数压铸件的壁厚都不均匀，集渣包和浇注系统的开设也各不相同。但通过热交换它们都使模具形成一个相应的的温度场。
     3．2  模具温度和定型温度(压铸件尺寸形成要素之一)的关系    压铸件在型腔中冷却收缩时，由于受到型腔结构的限制，开始阶段产生的是塑性变形(如图1试样140毫米尺寸是受阻收缩)。随着压铸件降温，强度增大，到一定程度后产生弹性变形。换言之，此时压铸件的形状和尺寸都已定型。压铸件尺寸定型时的温度为定型温度。
    对厚壁压铸件，沿壁厚有温度梯度。当靠近外表层的某一厚度进入弹性变形状态时，压铸件尺寸即可固定，而壁厚的中心尚处在塑性变形温度范围内。这时整个壁厚的平均温度为定型温度。
    进入弹性区的温度取决于合金的特性，是不变的。而定型温度是由壁厚的平均温度决定的，即由温度梯度决定。
    对小型或薄壁压铸件，它们的整个壁厚几乎同时进入弹性区，所以定型温度基本不变，也就是说薄壁件壁厚的温度梯度对定型温度的影响可忽略。
    对厚壁压铸件，当模具温度低时，压铸件冷却快，接触型腔表面的合金液很快进人弹性区，使压铸件尺寸定型，而此时壁厚中心部位温度偏高，沿壁厚温度梯度大，故定型温度高。
    反之，模具温度高，压铸件冷却慢，沿壁厚的温差小，所以定型温度低。
    通常压铸件出型前都经过一段保压时间，所以出型时的温度(出型温度)都低于定型温度，但高于模具温度。
3．3  不同模具温度下的压铸件尺寸和型腔尺寸的关系
    ①压铸件出型时的尺寸不等于型腔尺寸
    压铸件从型腔取出的瞬间，经计量，其尺寸和型腔尺寸是不一致的，随着压铸件的冷却其尺寸和型腔尺寸差异增大。验证如下：
    用两种模具温度下压铸的试样计算(两种模具温度压铸时保压时间均为8秒)。
5  关于生产实际中的问题
    鉴于模具温度对压铸件尺寸和内在质量的影响，国外已广泛采用模具温度自动控制装置，将热平衡计算纳入了模具设计。即根据压铸件的使用要求，预先设置各部位的温控点，通过控制冷却速度，调整压铸件尺寸和内部组织，如对受力部位要加速冷却，细化其结晶，以提高抗拉强度(бb)。控制模温还可以使合金液在冷却过程中实现顺序结晶，得到充分的补缩，消除疏松、冷隔等内部缺陷。模温自动控制装置同样也能消除不均衡生产(如型腔中有残留物，需要的清理时间较长，以及合金浇注量或涂料用量时多时少)等造成的模温波动，和连续生产引起的模温急剧上升(尤其是大型压铸件)导致收缩率减少。总之，通过自动控制模温使模具保持一个稳定的温度场，即可实现对压铸件不同部位的不同力学性能要求，也可满足压铸件尺寸精度的要求。据资料介绍，国外大型压铸模上的温控点，有的多达十几个。目前国内压铸生产中不严格控制模具温度的现象比较普遍，甚至有的模具不经预热就投人生产。经常出现两种现象：①开始压铸时由于模温低，收缩率大，使得尺寸超差(偏小)，连续压铸一段时间后模温上升，尺寸又增大，有时也超差(偏大)，造成压铸件尺寸波动，以致需反复修正型腔尺寸；②压铸件尺寸随操纵者的改变而改变。
    前者模具温度或偏低或偏高，都因没有形成平衡的温度场，引起收缩率的变化，造成压铸件尺寸波动。
    后者因为不同的压铸操纵者的工作节奏快慢不一，经验各异，手工舀料和人工喷涂料等使每一压铸循环中模具输入和输出的热量不一致，特别是压铸件脱模不彻底，冲头卡住等情况使清理时间过长，生产时断时续对模具温度造成较大影响。
    为此建议在没有模温自动控制装置的情况下注意以下几方面：
    1．开始压铸前按工艺需要预热模具。
    2．每一压铸件的生产周期(从浇注到开模)尽量作到一致，间隔时间尽量均衡。
    3．关键部位的模具温度按工艺要求经常检查并及时调整。
    4．严格控制单位时间内合金液和涂料的消耗定额。
    5．按工艺规程控制工艺参数。
    综上所述，在生产中为稳定和提高压铸件质量，控制工艺参数是十分必要的。为保证压铸件尺寸的精度单纯追求模具型腔尺寸的精度是不够的，必须严格控制模具温度。
  另外，目前许多工厂的进口机床带有模具温度控制装置。但绝大部分都不设定参数或不知道如何针对压铸件尺寸和内在质量的要求设定参数，而沿用外方调试时随意给定的参数，不能有效地发挥设备的作用，急需改进。
    注：公式(1)、(2)中的L应是Lt1、Lt2。因为压铸试样常温均方根值L和t1、Lt2十分相近，对计算精度的影响在千分之一以下，所以为简化论证用L代之。