如何避免鋅合金壓鑄件氣孔與縮孔？模流分析與工藝控制要點

在鋅合金壓鑄的實際生產中，「氣孔（Gas Porosity）」與「縮孔（Shrinkage Porosity）」是工程師最頭疼的兩種品質缺陷。氣孔不僅會破壞外觀，還會導致電鍍起泡，縮孔則會嚴重損害零件的機械強度，引發斷裂風險。

旭嶸實業憑藉多年的模具設計與現場生產經驗，深入探討如何透過專業的流道設計與工藝控制，從根本上避免這些缺陷。

一、氣孔 vs 縮孔：成因與外觀辨識

要解決問題，首先必須精確診斷缺陷類型：

• 氣孔（Gas Porosity）：形狀多為圓形或橢圓形，內壁通常光滑明亮。其成因是壓鑄射出時，熔融金屬高速沖入模腔，捲入空氣或脫模劑受熱產生的氣體，未能及時排出。
• 縮孔（Shrinkage Porosity）：形狀多呈不規則蜂窩狀，內壁粗糙且顏色黯淡。其成因是金屬凝固時體積收縮（鋅合金收縮率約為 1.1%），由於壁厚過厚或冷卻不均，後期凝固的內部金屬液得不到補縮而形成空腔。

二、避免氣孔的模具排氣系統設計

降低氣孔率的核心思維是：「引導金屬液有序填充，將氣體順暢排向溢流槽與排氣槽。」

• 科學的流道（Runner）與澆口（Gate）設計：澆口的位置和厚度決定了金屬液的流向。我們必須確保金屬液像一堵「液體牆」一樣由一端推向另一端，避免多股金屬液對沖包捲空氣。
• 溢流槽 (Overflows) 與排氣槽 (Vents) 的合理配置：溢流槽應放置在金屬液最後填充的末端或易形成死角漩渦處，以收集冷料與夾氣的金屬。排氣槽厚度應控制在 0.05mm ~ 0.10mm 之間（鋅合金），既能順暢排氣，又不會溢料跑毛邊。

三、消除縮孔的工藝與結構要點

消除縮孔的關鍵在於實現「順序凝固」或「同步冷卻」：

• 結構優化與「挖肉（Coring）」設計：產品設計應盡量保持壁厚均勻。對於局部特別厚重的部位，必須設計挖肉孔（減肉特徵），避免形成局部的「熱節」（Heat Spot）。
• 精確控制冷卻水路：在模具中對熱節部位設置獨立的冷卻水道，加快厚重處的凝固速度，縮小凝固溫差。
• 壓鑄機增壓控制：在壓鑄機射出填充末期，精確設定增壓壓力和建壓時間（建壓時間通常在 50 毫秒以內），利用強大的二速與增壓力量，強行將澆口處的金屬液擠入正在收縮的局部，進行物理補縮。

四、模流分析 (Moldflow Simulation) 的重要性

在過去，壓鑄排氣與澆口配置多依賴老師傅的直覺，常常需要試模、修模多次。旭嶸實業強調「事前完整的討論規劃勝過試模後的修修補補」。在開模前，我們會利用專業的壓鑄模流分析軟體進行模擬：