铝制品模具怎么做？重力浇铸的砂芯

铝制品模具怎么做？黄岩做铝铸件的老张，车间墙上贴着一张纸：砂芯不合格，浇注免谈。我头回看不懂，直到亲眼见一批电机端盖因为砂芯排气没引出箱，开箱后内腔顶面一层皮下气孔，X光一探全判废，三万来块的铝水当天回炉。那趟之后我也信了这句话。

铝制品的范围很广。水壶、门把手这类薄壁件走压铸，模具一套几十万起步；电机壳、泵体、阀体这种带内腔的中批量件，砂型重力浇铸反而划算——模样芯盒几千到两三万就能开做，换型也快。这套工艺里的模具不是一块钢，是模样加芯盒加砂箱的组合工装，砂芯在其中既撑内腔又管排气，地位比注塑模里的滑块还高。

铝制品模具的工装组成：模样、芯盒、砂箱各管一段

铝制品模具核心是模样加芯盒：模样翻出铸件外形，芯盒做出砂芯撑起内腔，砂箱型砂合围后整体浇注，三样缺一不可。行话叫模样工装，配合芯座、浇口棒一起设计，缺一样都出不来合格铝铸件。

模样多用铝模或树脂模，数控铣直接铣出来。铝模耐用、表面光，树脂模便宜、改型快，小批量我站树脂模，产量上了万件再换铝模。放尺是第一步：铝合金线收缩大概 1%-1.2%，ZL104 这类铝硅合金我们放 1%。有一回新厂照钢件的 2% 放，铸出来的法兰孔距短了两毫米，螺栓孔全错位，整副模样返铣。

分型面顺着铸件最大截面走，起模方向不留倒钩。芯盒的分块在图纸上就得掰扯清楚——整芯省事但起芯难，分块芯好起模却要拼装对位。从放尺、分型到起模顶杆的布置，跟模具制造全流程的十二道工序是一个路子，铸造只是把机床换成了型砂和芯盒。

型砂本身也有讲究。中小件用覆膜砂或湿型砂机器造型，紧实度高、尺寸稳；大件用呋喃树脂自硬砂，现场加硬化剂自干，起模斜度能放小。紧实度别一刀切，太紧排气差，太松涨砂。铝件壁薄，型腔涨半毫米，尺寸就超差。

砂芯怎么做：覆膜砂射芯、树脂自硬砂两条路

砂芯按批量选工艺：批量件用覆膜砂射芯机，芯盒加热 220℃ 上下几十秒固化，尺寸稳；单件大芯用树脂自硬砂手工春，成本低，精度看工人手感。铝水温度低，对砂芯耐火要求松，两条路都走得通。

铝水浇注温度六七百度，对砂芯的耐火要求比钢件松，覆膜砂完全扛得住。我们做电机壳芯，芯盒 220℃ 加热，射砂后固化 50 秒起芯，尺寸波动能压在 0.2 毫米内。芯盒本身是数控铣铣出来的，铣削在模具厂怎么分工，之前写过一篇车铣磨放电线割五大工艺对比，这里不重复。

芯头和芯座的间隙，铝件我们留 0.4-0.6 毫米。间隙大了，铝水顺着缝往芯头钻，起模一圈飞边；小了，合箱压崩芯头，砂粒掉进型腔就是砂眼。大芯子按比例放宽，不是死数。

涂料别省。铝件砂芯刷醇基石墨涂料一到两遍，干透再合箱。有回新来的小工只刷半遍就合箱，那批壳体内腔粘砂粘得像长癣，清理工位多干了两天。排气同样要命：芯子里埋蜡线，浇注时蜡线烧掉留出气道，气体顺着芯头引出箱外。开头端盖那批废件，就是排气没引出箱，气体全闷在内腔顶面。

重力浇铸的关键参数：温度、除气、补缩一个不能松

重力浇铸盯三处：浇注温度 690-720℃、铝水除气到位、厚壁处冷铁配保温冒口补缩，三处任何一处松了，气孔缩松就上铸件。参数看着简单，差在执行。

温度是头一关。A356、ZL101A 这类铸造铝硅合金，行业普遍在 690-720℃ 浇注，薄壁复杂件提到 730℃ 左右。出炉到浇注一路掉温，转运慢 3 分钟掉 20℃，浇不足、冷隔就来了。车间里用浸入式热电偶量，别靠眼睛看颜色——铝水不发红，肉眼分不清 680 还是 720。

除气比温度更容易被忽视。铝水吸氢，凝固时析出就是针孔，X光下满片黑点。像样的厂用旋转喷吹氩气精炼，小厂拿六氯乙烷压块压进去也行。浇前做个减压试样，试样鼓胀发疏就说明含氢高，回炉重新精炼，别硬浇。

补缩靠冒口加冷铁。厚壁热节处放冷铁加快凝固，冒口套保温棉延后凝固，顺序凝固做好了，缩松留在冒口里不进铸件。浇注系统按开放式设计，铝件常用 F直:F横:F内 约 1:2:4，让铝水平稳充型不飞溅。内浇口别对着砂芯冲，铝水一冲芯子，冲垮是砂眼，冲偏是壁厚不均。

砂型重力和金属型重力怎么取舍，看批量看内腔。中批量带复杂内腔，我只推砂型重力；真到了十万件级，直接压铸。

回头看开头那批报废的端盖：模样没问题，浇注温度也在区间里，废就废在砂芯排气这一步。做铝制品模具，把砂芯的分块、间隙、涂料、排气这四件事想透，浇注就是按参数执行的体力活。下一副模具评审，先让对方讲砂芯方案，讲不清的直接换厂。

常见问题

铝制品模具的模样用什么材料做？

树脂模和铝模最常见。树脂模便宜、改型快，几百到几千一套；铝模耐用，表面光洁度好，产量上万件更划算。钢模在重力浇铸里反而少用，除了导热快容易激冷，还容易生锈胀砂。

砂芯做好后能放多久再浇注？

树脂自硬砂芯放一周问题不大，但要防潮，南方梅雨季三天就吸潮发软。覆膜砂芯稳定些，干燥环境放半个月。久放的芯子下炉前闻一下，有酸味说明树脂在降解，重刷一遍涂料再合箱。

铝铸件气孔超标先查哪里？

先分清孔型：皮下圆形亮孔多是氢针孔，查除气环节；孔壁挂砂灰的是砂芯排气不畅，查蜡线和芯头；集中在内浇口附近的卷气孔，改浇口速度和倾斜角度。别上来就调温度，三种孔的病因不一样。

重力浇铸和压铸怎么选？

看批量加内腔。几千件以内、内腔复杂、还要热处理强化的，走砂型重力；十万件以上的薄壁外壳件，压铸摊得薄。中间地带最纠结，算一笔模具摊销账再算试制周期，多数时候重力先落地。