压铸件凝固过程中，合金的收缩对模具产生包紧力，模具材料也在温度变化过程中收缩，铸件与模具的协同变化造成包紧力的动态变化。铸件从模具顶出到冷却至室温时还会收缩。模具设计手册推荐铝合金压铸件的收缩率为0.4%～0.7%。这种动态变化造成模具设计者选择收缩率出现困难。实际上铸件的包紧力与起模斜度、模具光洁度、顶杆布局、脱模剂浓度、模具温度、铸件温度等都紧密相关。铝合金压铸件包紧力从模具内的冷却开始到顶出铸件的过程中，始终是动态变化的。模具与合金随温度变化对应有不同的热膨胀系数，模具设计时应根据不同压铸合金选择不同的收缩率。压铸生产中因为温度变化造成的顶出铸件故障可以通过调整温度来解决。从模具和铸件的收缩率，热膨胀系数进行分析，提供设计时选择模具收缩率的参数，并给出了一种由于温度变化引起的铸件顶出困难问题的有效对策。
压铸模具常用材料为8407、DIEVAR、H13、SKD61等。对于铝合金压铸，模具正常生产时的温度在75～425℃之间（见图1）。不同的压铸模具使用温度存在差异，企业可以根据大数据进行统计确认，通过模具的使用温度确定对应的模具热膨胀系数。
图1 模具温度与热膨胀系数之间的关系
图2 压铸铝、镁合金的热膨胀系数
图3 模具的热成像温度
表1 压铸件与模具温度变化的热膨胀系数变化
注：(1)模具尺寸与铸件尺寸D与温度变化的对应表：计算公式：D2=D1[1+r(t2-t1)];(2)模具常温20℃时收缩率α=[模具尺寸/铸件尺寸]-1。其中，常温时产品的公称尺寸为D1，热膨胀导致的模具变化为D2,t2为热膨胀时温度，t1为开始温度。
图4 铸件（公称尺寸为40mm）与模具在不同温度下的尺寸变化
研究结论
造成铸件包模顶出困难的原因之一就是生产中的停顿使铸件温度下降到C区附近，铸件的收缩使尺寸小于模具的尺寸造成包紧力更大。采用烘烤方法使铸件的温度上升，热膨胀量增加到合理的B区，甚至A区，使包紧力减小，但也不可以任意温升过高，这样会减小铸件的强度导致顶穿。在此过程中可以一边烘烤一边尝试顶出，这种方法效果较好。
本文作者：
唐和雍 李永杰 罗久林
重庆建设·雅马哈摩托车有限公司
本文来源：《特种铸造及有色合金》杂志
