铸造铝合金由于其较小的密度和较高的强度，广泛地应用于机电、汽车、航空、航天等领域。随着绿色、节能、环保的意识提高，以及碳中和的要求，零部件的轻量化、精密化及整体化的要求也越来越高。壁厚小于4 mm，局部可低于0.5 mm的高质量的铝合金铸件受到重点关注。
图1为铝合金薄壁壳体的零件图。壳体的壁厚有2.5、3.0、4.6 mm等多个壁厚尺寸，而且有多个腔室，结构复杂，是典型的薄壁多腔室零件。薄壁壳体铝合金铸件的表面积大且平均壁厚小，表面张力极大的影响充型的流动条件和状态。导致成形困难，易变形，且补缩通道易闭合，常常会出现浇不足、缩松及缩孔等缺陷，从而导致铸件质量较差。同时薄壁壳体铸件，加工余量少，存在尺寸控制难度较大的特点。因此，薄壁壳体铝合金铸件采用传统的低压、差压铸造工艺困难较大。
图1薄壁壳体
A380铝合金铸造性能良好，由于其Cu含量较高，具有较好的强度与机加工性能，在铝合金压铸件中得到广泛应用，其化学成分见表1。
为了快速获得稳定可靠的薄壁铝合金壳体制造工艺流程，一般通过试验获得准确、可靠的工艺数据。以得到理想的合格零件，随后再将工艺数据制订成工艺卡片，从而实现零件的批量化生产。因此，为了获得高质量的A380合金薄壁壳体，采用压力铸造，通过对多个关键工艺参数进行正交试验，分析关键工艺参数对薄壁壳体质量的影响，旨在为其应用提供参考。
【压铸过程】
A380合金壳体的开发设计流程，详见图2。
图2 壳体设计流程
为了得到合格的薄壁壳体零件，要对壳体毛坯进行去飞边、X射线检测、紫外线荧光检测。其中， X射线检测是为了检查零部件内部缩松、缩孔等缺陷；紫外线荧光检测，是检查壳体表面的微小铸造裂纹；由于壳体属于功能性装配件，还有气密性检测要求，所以需要对壳体进行泄漏检测，保证壳体工作时，流通的高温气体不泄露，可以快速建立起压力。根据薄壁壳体的投影面积，选择合模力为3 500 kN的力劲冷压室压铸机。
图3 压铸机压射过程示意图
实际使用的压铸主要工艺参数见表2。
【正交实验设计】
针对速度、比压、时间等关键参数，采用正交试验，以获得优化的工艺参数。采取7因子3水平L27（3-7）正交表见表3。正交试验表见表4
【试验结果】
为了获得准确可靠的数据，按照试验工艺，每一组压铸10件薄壁壳体，通过田口DOE计算，获得压铸A380合金壳体的最优工艺参数。优化目标是表面质量、内部缺陷及气密性。根据试验及检测结果，得到的数据见表5。对所有数据，输入到Minitab软件的设计表中，按照实验条件与结果之间的关系，通过软件自动获得各个影响因素对结果的均值曲线，并根据均值曲线进行科学分析，获得最优参数。
对表5进行DOE正交计算，获得7个因素均值与均值主效应图的影响曲线，可以分析出7个因素对薄壁壳体的影响。由于壳体成品率属于望大特性，通过正交计算，可以得到针对壳体试验均值主效应图，见图4；同时，可以得到信噪比主效应图，见图5。
图4 均值主效应
图5 信噪比主效应
根据图4，通过正交计算，可以得出试验均值响应表，详见表6；根据图5，通过正交计算，可以得出试验信噪比响应表，见表7。
【文献引用】
吴玲，于树洪,赵磊,等.压铸A380合金薄壁壳体工艺研究[J].特种铸造及有色合金，2022,42(5)：655-657.
WU L，YU S H,ZHAO L, et al. Production of thin-wall shell of aluminum alloy A380 by high pressure die casting process[J].Special Casting &. Nonferrous Alloys，2022，42(5):655-657.
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