一 铝合金压铸件清洁度背景分析

随着新能源电动汽车市场的持续扩大，三电系统（电池、电控、电机）作为电动汽车的核心部件，其上游零部件厂家的清洁度管控发挥着至关重要的作用。微粒污染可能显著加剧系统在初始试运转及初期使用阶段的磨损率，甚至引发灾难性故障，进而影响整车可靠性与安全性。

为确保各部件及系统性能稳定，必须严格控制制造过程中引入的微粒量。针对三电系统壳体，清洁度的核心评价指标包括微粒重量（质量）与颗粒度（尺寸分布）。鉴于清洁度对产品质量的直接影响，深入分析壳体加工过程中的清洁度影响因素并制定针对性控制措施，已成为行业亟待解决的关键课题。

二 铝合金压铸件起皮问题的影响因素分析

1. 材料因素

1.1 铝合金中各元素的含量对材料性能具有显著影响。

具体表现如下：当硅（Si）含量≥11.5%且铁（Fe）含量≥1.2%时，铝合金中易形成化合过剩相及片状组织，导致表面结构疏松。在后续抛丸等表面处理过程中，材料易出现起皮现象；当镁（Mg）含量≥0.3%、锰（Mn）含量≥0.5%且锌（Zn）含量≥1.2%时，铝合金表面可能形成硬脆相或裂纹组织，抛丸处理时易发生严重脱皮或材料缺失；当铜（Cu）含量≤1.5%时，铝合金的表面强度和硬度不足，抛丸处理时易出现凹陷变形、起皮或起皱现象；当回炉料比例≥50%时，熔炼过程中除渣和除气难度增加，导致材料的物理和机械性能下降。压铸产品的表面易出现气孔和杂质，抛丸处理时易发生起皮。

1.2 材料质量不稳定的影响。

若铝合金原材料本身存在质量问题（例如内部存在杂质、气孔等冶金缺陷），在压铸成型过程中，这些薄弱区域会因材料性能不均一而成为应力集中点。在后续表面处理（如抛丸、喷砂等）时，薄弱部位易因机械冲击或热应力作用发生层间剥离，导致表面起皮现象。

2. 模具因素

2.1 浇道设计不合理

若模具直浇道与横浇道的截面面积比例不当（如横浇道总截面面积大于直浇道），会导致横浇道内产生负压卷气现象。气体被卷入模具型腔后，会显著增加排气系统负荷，并在产品浅表层形成气孔。此类气孔在抛丸处理时易引发表面起皮或起泡。浇道间距过大，当多股分支浇道间距超过合理范围时，两股浇道间的金属液易形成回流困气区域；填充方向对冲，若浇道填充方向存在对冲，会导致金属液产生紊流。上述两种情况均会在产品浅表层形成气孔（行业俗称“滞瘤”），抛丸时易因应力集中而发生表面起皮。

2.2 排气道设计缺陷

若模具排气道设计无法满足排气需求（如排气速度超过350米/秒），或溢流槽未设置在填充末端或缺陷聚集区，会导致排气排渣受阻及困气现象。此时，产品填充末端易出现浅表层气孔，抛丸时易引发表面起皮。

2.3 冷却系统问题

若冷却水道延伸至浇道填充末端，会导致模具局部温度过低，进而在产品浅表层形成冷隔、流痕或麻面等疏松缺陷。此类缺陷在抛丸处理时易引发严重起皮；若点冷却机故障导致冷却水压力或流量不足，模具热集中区域易出现过热现象，对应产品部位可能产生热收缩裂纹或氧化皮分层，抛丸时亦易起皮。

2.4 模具表面状况

若模具表面光洁度不足（如存在划痕、损伤或微观粗糙度超标），会直接影响压铸件表面质量。此类表面缺陷在脱模或后续处理时易因应力集中而发生起皮。

3. 压铸工艺因素，如压铸参数、浇注温度和模具温度等

3.1 压射中心偏心

压铸机型的压射中心与定模型板上的压射孔中心偏心，会导致压射冲头卡滞、压力损耗，以及产品强度和硬度下降。此外，在抛丸过程中，产品表面容易起皮。

3.2 压射速度和行程问题

当高速行程较短时，铝液在浇口附近停留时间较长。先进入型腔的少量金属液遇到低温模具型腔后会立即凝固，形成极薄的金属层。后续金属液覆盖在其上，与基体的结合强度较低，连接不牢固。因此，在抛丸处理时，表层容易脱开并起皮。

3.3 压射压力不足：

压射压力不够，会使压铸件的致密度不足，内部出现孔隙等缺陷。在后续的抛丸等处理过程中，压铸件容易起皮。

3.4 铝液温度低

给汤时间过长、溜槽过长、压室温度低，以及压室内脱模剂残留等，都会导致铝液温度降低。当两股温度较低的铝液交汇时，熔融金属液熔合不良，表面会形成轻微冷隔或较重的流痕，从而导致起皮。

3.5 模具温度异常

模具局部温度低，会使铝液降温过快，特别是大型压铸件，铝液流程长，温度损失大，末端铝液熔合效果不佳；而模具温度过高，则可能导致压铸件表面出现热收缩和氧化皮起层等问题，抛丸时容易起皮。

3.6 脱模剂使用不当

脱模剂浓度过高、喷涂过量、喷涂不均匀，以及喷涂后未吹干模具型腔、滑块滑道和分型面的水分，都会导致水汽含量过多；冲头润滑油使用过多也会产生油烟。这些情况都会加剧铝液污染。水汽和油烟会氧化先进入型腔的金属液，形成氧化界层，导致其与基体的结合强度降低，在受到外力作用时容易脱皮。

3.7 压铸周期问题

压铸周期过长或过短都可能影响压铸件的质量。周期过长，压铸件冷却时间过长，可能导致内部组织不均匀；周期过短，压铸件冷却不充分，内部存在残余应力，在后续处理时容易起皮。

4. 后处理因素

4.1 抛丸丸粒问题

购买的抛丸丸粒直径不一致，部分丸粒大于工艺设置的直径尺寸，会导致抛丸冲击力增大，从而将产品表面冲击起皮。

4.2 抛丸参数设置不当

抛丸速度过高、时间过长、弹丸流量过大等，都会使冲击力和刮削作用增强，导致产品表面致密层剥落而起皮。

4.3 打磨处理不当

压铸件毛坯的飞边及多料未清理打磨干净，抛丸后会残留飞皮或起皮；打磨过度，将毛坯表面致密层打磨掉，抛丸时也会因冲击力作用而起皮。

三 解决铝合金压铸件表面脱皮、起层的一些方法

1. 化学清洗法

1.1 酸性溶液清洗

原理：利用酸与脱皮、起层物质发生化学反应，将其溶解去除。

常用溶液：例如，使用 10%-15% 的酸性溶液。将铝合金压铸件浸泡在酸性溶液中一段时间，一般 10-30 分钟不等，具体时间根据脱皮、起层的严重程度而定。之后用清水冲洗干净。

注意事项：酸性溶液具有强腐蚀性，操作时要做好防护措施，如佩戴手套、护目镜等，并且在通风良好的环境下进行。

1.2 碱性溶液清洗

原理：对于一些油污等污染物附着导致的脱皮、起层现象，碱性溶液可通过乳化和皂化作用去除。

常用溶液：如 5%-10% 的碱性溶液。将压铸件放入溶液中，在适当温度（一般 40-60℃）下浸泡 30 分钟左右，然后用清水冲洗。

2. 机械清洗法

2.1 打磨

工具选择：可以使用砂纸或砂轮机等工具。对于较轻的脱皮、起层，先用细砂纸（如 200-400 目）轻轻打磨，去除表面的脱皮、起层部分，然后再用更细的砂纸（如 600-800 目）进行进一步打磨，使表面平整。

后续处理：打磨后需要使用干净的布擦拭表面，去除打磨产生的碎屑。

2.2 喷砂处理

原理和操作：利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面。选择合适的喷砂介质（如石英砂、金刚砂等），在一定的压力（一般 0.3-0.8 MPa）下对铝合金压铸件表面进行喷砂处理。

优点：可以有效去除脱皮、起层，同时还能提高表面的粗糙度，有利于后续的涂装或粘接等工艺。

3. 电化学清洗法

3.1 阳极氧化法

原理：将铝合金压铸件作为阳极，在特定的电解液（如硫酸溶液）中通电，使表面形成一层氧化膜。这层氧化膜可以掩盖脱皮、起层的缺陷，并且可以提高表面的硬度和耐腐蚀性。

操作要点：控制好电解液的浓度（一般为 15%-20%）、温度（18-22℃）、电流密度（1-2 A/dm²）和氧化时间（30-60 分钟）等参数。

4. 使用专用清洗剂

市面上有许多专门用于清洗铝合金表面缺陷的清洗剂。这些清洗剂通常是根据铝合金的特性研制的，具有较好的清洗效果。在使用时要按照产品说明书的要求进行操作，包括清洗剂的浓度、清洗时间和清洗温度等参数的控制。

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