随着低碳环保理念的深入人心,汽车轻量化在节能减排方面的潜力被深入挖掘,汽车使用压铸铝合金零件可以很好的实现轻量化,压铸铝合金零件在汽车中的应用非常广泛。合理的压铸模具设计是保障铸件质量的关键,为解决复杂铝合金水泵座压铸模设计问题,本课题基于压铸模设计经验准则、ProCAST数值模拟以及响应曲面实验,研究复杂压铸铝合金压铸模浇注系统和镶块随形水路设计及优化,具体研究内容为:首先,根据水泵座结构与传统压铸设计方法,计算出内浇口截面积,依据水泵座构造设计了4个内浇口,内浇口截面积246.2mm~2,初步设计了对应的直浇道、横浇道以及溢流槽。接着根据经验公式计算了模具锁模力,依据锁模力选择海天HDC400压铸机,并针对水泵座顶部深腔内浇口附近存在的金属液温度高铸件易产生拉伤缺陷及冲刷损伤镶块的问题,在镶块内部设计了随形冷却水路。其次,基于ProCAST对水泵座压铸过程进行仿真,验证浇注系统及镶块随形水路设计的合理性,进而根据仿真结果改进浇注系统,把左侧内浇口由两个分为四个,增加了侧方内浇口的流速与液压,由此使得各个内浇口流入金属液的体积分布更加均匀,基本实现了水泵座的均匀充型;铸件凝固时间从21.1s减少到16.3s,减少了4.8s,减少幅度为22.75%;缩松缩孔体积从0.638cm~3减少到0.466cm~3,减少幅度为26.91%。不难看出,改进浇注系统方案的合理性与科学性得到了进一步验证。然后,为了得到更合理的压铸工艺参数,本文进行了响应曲面实验,来研究不同压铸工艺参数对水泵座压铸过程的影响规律,并在此基础之上建立了水泵座压铸凝固时间和缩松缩孔体积的可靠数学模型,并利用Design-Expert软件优化模块得到最佳工艺参数:模具预热温度220℃,铝液温度630℃,活塞速度3m/s。最后,基于最佳工艺参数进行水泵座压铸生产,压铸产品表面光洁,无流痕、裂纹、欠铸、拉伤等缺陷;用X光探伤内部无明显缩松、缩孔,气孔等缺陷;铸件内外部质量良好,局部晶粒度可达到4级;制备拉伸试样,拉伸试样的延伸率均为0.2%,平均抗拉强度为253.7MPa,平均屈服强度为120.3MPa;在铸件的厚壁处与薄壁处取点做显微硬度测试,厚壁处的平均显微硬度为96.9HV,薄壁处平均显微硬度为99.1HV,ADC12铝合金水泵座硬度要求不低于85HV,故水泵座压铸件硬度满足产品要求。