压铸产品缺陷的诊断.docx

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压铸产品缺陷的诊断

∙压铸产品缺陷的诊断

∙    压铸过程是一个复杂过程。

压铸产品合格率一般在70%~90%之间，影响压铸产品的因素有如下几点：

机器本身的性能；机器的各项工作参数；压铸型（模）的结构和性能；压铸合金的质量及操作者的技能。

为了提高压铸生产效率和产品的合格率，操作人员必须具备有一定的预防和排除产品缺陷的工作能力。

一、压铸产品缺陷诊断实例分析

（一）铸件出现缺陷时，应分析缺陷产生的原因，一般从如下几个方面考虑：

调机（调整压铸工艺参数）；

换料（ 换另一种料或改变新料与回炉料比例）；

修改型（模）具结构（内浇口、溢流槽、排气槽）。

1、分析思路

（1）先作合金成分分析，判断合金料的质量，对缺陷影响程度。

（2）可以剖开缺陷部位，进行金相分析，判断压铸工艺因素影响。

（3）对型（模）具方案重新分析。

（4）对熔炼过程的检查。

2、采取措施

（1）调整工艺参数：

填充速度、填充时间、模温等。

（2）换料：

换另一个品牌的料；新料与回炉料的比例。

（3）修改型（模）具：

内浇口，入水的射流角度，溢流槽，排气槽。

（二）实例分析

1、   初步了解

铸件名称：

汽车化油器本体；

压铸合金：

ADC12；

产生缺陷：

加工后漏气，废品率达40%以上。

2、分析过程及解决方法

（1）进行合金成分化学分析，列出分析表，见表7-1。

表7-1     ADC12压铸合金成分化学分析表

CuSiMgZnFeMnNiSn

铸件12.1010.290.152.172.680.230.040.02

铸件22.0810.640.222.203.220.270.040.03

铸件32.0810.400.152.132.390.220.030.02

规定值1.5~3.59.6~12.0<0.3<1.3<1.3<0.5<0.5<0.3

分析结果：

Zn含量在2%、Fe含量在3%左右，大大超过了规定值。

杂质Zn：

高温脆性大，使铸件有产生裂纹的倾向。

杂质Fe：

当Fe含量低于0.7%，会产生与压铸型（模）焊合现象；含量在0.8~1.0%范围比较好压铸，但含量超过1.3%，又会产生金属化合物，降低物理性能，是产生缩孔、收缩裂纹的原因之一。

解决方法：

控制合金原料中杂质含量。

（2）金相分析

分析结果：

发现基本组织晶体粗大，有铁-锌-硅的化合物，有气孔、缩孔。

解决方法：

合金成分中杂质含量控制，压铸工艺调整。

（3）对合金熔炼过程采取措施

估计金属液中含气量较高，在保温炉内，采用氩气脱气处理15分钟。

（4）对型（模）具方案重新分析

1）  排气不够充分时，可加大排气槽尺寸，加多排气气口。

2）  利用激冷排气块或采用真空压铸法，加大型腔内的空气排放量。

3）  在产生缩孔部位（漏气）增设辅助浇口，以提高铸造压力的传递效果。

（5）压铸工艺参数

1）  合理设置慢速压射和快速压射开始点，可以减少金属液包卷气体现象。

修改原来工

艺中快速切换的位置，快速切换位置选择在铸件两侧壁厚部位（产生缩孔处）之前。

2）  浇口速度提高到40~50 m/s。

3）  降低金属液浇注温度：

680℃~690℃  降    670℃  ±  5℃ 

4）  降低模温：

200℃   降   160℃

3、效果：

加工后废品率降低到5%以下。

二、压铸产品缺陷类型、产生原因及解决措施

（一）       流痕和花纹

外观检查：

铸件表面上有与金属液流动方向一致的条纹，有明显可见的与金属基体颜色不

一样无方向性的纹路，无发展趋势，如图7-18所示。

图7-18 流痕

1、   流痕产生的原因有如下几点，查明原因后应及时纠正。

（1）模温过低。

（2）浇道设计不良，内浇口位置不良。

（3）料温过低。

（4）填充速度低，填充时间短。

（5）浇注系统不合理。

（6）排气不良。

（7）喷雾不合理。

2、花纹产生的原因是型腔内涂料喷涂过多或涂料质量较差，解决和防止的方法如下：

（1）调整内浇道截面积或位置。

（2）提高模温。

（3）调整内浇道速度及压力。

（4）适当的选用涂料及调整用量。

（二）       网状毛翅（龟裂纹）

外观检查：

压铸件表面上有网状发丝一样凸起或凹陷的痕迹，随压铸次数增加而不断扩大和延伸，如图7-19所示。

图7-19 网状毛翅

产生原因如下：

1、  压铸型（模）型腔表面有裂纹；

2、  压铸型（模）预热不均匀。

解决和防止的方法为：

1、   压铸型（模）要定期或压铸一定次数后，应作退火处理、消除型腔内应力。

2、   如果型腔表面已出现龟裂纹，应打磨成型表面，去掉裂纹层。

3、   型（模）具预热要均匀。

（三） 冷隔

外观检查：

压铸件表面有明显的、不规则的、下陷线性型纹路（有穿透与不穿透两种）形状细小而狭长，有时交接边缘光滑，在外力作用下有断开的可能，如图7-20所示。

图7-20 冷隔

产生原因如下：

1、   两股金属流相互对接，但未完全熔合而又无夹杂存在其间，两股金属结合力又很薄弱；

2、   浇注温度或压铸型（模）温度偏低；

3、   浇道位置不对或流路过长；

4、   填充速度低。

解决和防止的方法为：

1、   适当提高浇注温度；

2、   提高压射比压缩短填充时间，提高压射速度。

3、   改善排气、填充条件。

（四）  缩陷（凹痕）

外观检查：

在压铸件厚大部分的表面上有平滑的凹痕（状如盘碟）。

产生原因如下：

1、   由收缩引起

（1）压铸件设计不当壁厚差太大；

（2）浇道位置不当；

（3）压射比压低，保压时间短；

（4）压铸型（模）局部温度过高。

2、冷却系统设计不合理；

3、开型（模）过早；

4、浇注温度过高。

解决和防止的方法为：

1、  壁厚应均匀；

2、  厚薄过渡要缓和；

3、  正确选择合金液导入位置及增加内浇道截面积；

4、  增加压射压力，延长保压时间；

5、  适当降低浇注温度及压铸型（模）温度；

6、  对局部高温要局部冷却；

7、  改善排溢条件

（五）       印痕

外观检查：

铸件表面与压铸型（模）型腔表面接触所留下的痕迹或铸件表面上出现阶梯痕迹，如图7-21所示。

图7-21 印痕

产生原因如下：

1、由顶出元件引起

（1）顶杆端面被磨损；

（2）顶杆调整长短不一致；

（3）压铸型（模）型腔拼接部分和其他部分配合不好；

2、由拼接或活动部分引起

（1）镶拼部分松动；

（2）活动部分松动或磨损；

（3）铸件的侧壁表面，由动、定模互相穿插的镶件所形成。

解决和防止的方法为：

1、   顶杆长短要调整到适当位置；

2、   紧固镶块或其他活动部分

3、   设计时消除尖角，配合间隙调整适合；

4、   改善铸件结构使压铸型（模）消除穿插的镶嵌形式，改进压铸型（模）结构；

（六）粘附物痕迹

外观检查：

小片状及金属或非金属与金属的基体部分熔接，在外力的作用下剥落小片状物，

剥落后的铸件表面有的发亮、有的为暗灰色。

产生的原因如下：

1、   在压铸型（模）型腔表面有金属或非金属残留物；

2、   浇注时先带进杂质附在型腔表面上。

解决和防止的方法为：

1、   在压铸前对型腔压室及浇注系统要清理干净，去除金属或非金属粘附物；

2、   对浇注的合金也要清理干净；

3、   选择合适的涂料，涂层要均匀。

（七）分层（夹皮及剥落）

外观检查或破坏检查：

在铸件局部有金属的明显层次。

产生的原因如下：

1、   型（模）具刚性不够在金属液填充过程中，模板产生抖动；

2、   在压射过程中冲头出现爬行现象；

3、   浇道系统设计不当。

解决和防止的方法为：

1、   加强型（模）具刚度，紧固型（模）具部件，使之稳定；

2、   调整压射冲头与压室的配合，消除爬行现象；

3、   合理设计内浇道。

（八）摩擦烧蚀

外观检查：

压铸件表面在某些位置上产生粗糙面。

产生的原因如下：

1、由压铸型（模）引起的内浇道的位置方向和形状不当；

2、由铸造条件引起的内浇道处金属液冲刷剧烈部位的冷却不够。

解决和防止的方法为：

1、改善内浇道的位置和方向的不善内浇当之处；

2、改善冷却条件，特别是改善金属液冲刷剧烈部位；

3、对烧蚀部分增加涂料；

4、调整合金液的流速，使其不产生气穴

5、消除型（模）具上的合金粘附物。

（九）冲蚀

外观检查：

压铸件局部位置有麻点或凸纹。

产生的原因如下：

1、      内浇道位置设置不当；

2、      冷却条件不好。

解决和防止的方法为：

1、   内浇道的厚度要恰当；

2、   修改内浇道的位置、方向和设置方法；

3、   对被冲蚀部位要加强冷却。

（十）裂纹

外观检查：

将铸件放在碱性溶液中，裂纹处呈暗灰色。

金属基体的破坏与裂开呈直线或波浪线形，纹路狭小而长，在外力作用下有发展趋势。

1、铝合金铸件裂纹，如图7-22所示：

图7-22  铝合金铸件裂纹

产生的原因：

（1）合金中铁含量过高或硅含量过低；合金中有害杂质的含量过高，降低了合金的可塑性；铝硅合金、铝硅铜合金含锌或含铜量过高；铝镁合金中含镁量过多；

（2）留模时间过短，保压时间短；铸件壁厚有剧烈变化之处；

（3）局部包紧力过大，顶出时受力不均。

解决和防止的方法：

（1）正确控制合金成分，在某些情况下：

可在合金中加纯铝锭以降低合金中含镁量；或在合金中加铝硅中间合金以提高硅含量。

（2）提高型（模）具温度；改变铸件结构，调整抽芯机构或使推杆受力均力；

（3）加大拔模斜度，局部使用强力脱模剂；

（4）增加留模时间、增加保压时间。

2、镁合金铸件裂纹，如图7-23所示：

图7-23  镁合金铸件裂纹

产生的原因：

合金中铝硅含量高；型（模）具温度低；铸件壁厚薄变化剧烈；顶出和抽芯时受力不均匀。

解决和防止的方法：

合金中加纯镁以降低铝硅含量；型（模）具温度要控制在要求的范围内；改进铸件结构，消除厚薄变化较大的截面；调整好型芯和推杆，使之受力均衡。

3、铜合金铸件裂纹

产生的原因：

（1）黄铜中锌的含量过高（冷裂）或过低（热裂）；硅黄铜中硅的含量高；

（2）开型（模）时间晚，特别是型芯多的铸件。

解决和防止的方法：

（1）保证合金的化学成分，合金元素取其下限：

硅黄铜在配制时，硅和锌的含量不能同时取上限；

（2）提高型（模）具温度；适当控制调整开型（模）时间。

（十一）欠铸及轮廓不清晰

外观检查：

金属液充满型腔，铸件表面有不规则的孔洞、凹陷或棱角不齐，表面形状呈自然液流或液面相似，如图7-24所示：

图7-24  欠铸及轮廓不清晰

产生的原因如下：

1、     内浇道宽度不够或压铸型（模）排气不良；

2、     合金流动性差；

3、     浇注温度低或压铸型（模）温度低，压射速度低；

4、     压射比压不足；

5、     压铸型（模）腔边角尺寸不合理、不易填充；

6、     喷雾不合理。

解决和防止的方法：

1、   改进内浇道，改进排气条件，适当提高压铸型（模）温度和浇注温度；

2、   提高压射比压和压射速度；

3、   注意喷雾的位置。

（十二）变形

外观检查或测量和划线：

铸件翘（弯）曲、超出图样尺寸公差要求。

产生的原因如下：

1、   铸件结构不合理，各部收缩不均匀；

2、   留模时间太短；

3、   顶出过程铸件偏斜；

4、   铸件刚性不够；

5、   堆放不合理或去除浇道方法不当。

解决和防止的方法：

1、   改进铸件结构、使壁厚均匀；

2、   不要堆叠存放，特别是大且面薄的铸件；

3、   时效或退火时不要堆叠入炉；

4、   必要时可以进行整形。

（十三）飞翅

外观检查：

铸件分型面处或活动部分突出过多的金属薄片，如图7-25所示。

图7-25 飞翅

产生的原因如下：

1、   压射前机器的调整、操作不合适；

2、   压铸型（模）及滑块损坏，闭锁元件失效；

3、   镶块及滑块磨损；

4、   压铸型（模）强度不够造成变形；

5、   分型面上杂物未清理干净；

6、   锁型（模）力小。

解决和防止的方法：

1、   检查合型（模）力及增压情况；

2、   调整增压机构使压射增压峰值降低；

3、   检查压铸型（模）强度和闭锁元件；

4、   检查压铸型（模）损坏情况并修理；

5、   清理分型面防止有杂物；

6、   增大锁型（模）力。

（十四）夹渣（渣孔）

外观检查或探伤及金相检查：

铸件上有不规则的明或暗孔，孔内常被熔渣充塞。

金相检查时，在低倍显微镜下呈暗黑色；在高倍显微镜下亮而无色。

产生的原因如下：

1、金属中有夹渣或型腔中有非金属残留物，在压射前未被清除；

2、金属液表面上的熔渣未清除；

3、将熔渣及金属同时浇注到压室。

解决和防止的方法：

1、   仔细去除金属表面的熔渣；

2、   遵守金属熔炼舀取工艺规程。

（十五）硬点

机械加工过程中或加工后外观检查或金相检查：

铸件上有硬度高于金属基体的细小质点或块状物，使刀具磨损严重、加工后常常显示出不同亮度。

1、非金属硬点产生的原因及解决和防止的方法

（1）由于混入了合金液表面的氧化物而产生非金属硬点，解决和防止的方法为：

铸造时不要把合金液表面的氧化物舀入勺内；清除铸铁坩埚表面的氧化物后，再涂上

涂料；消除勺子等工具上的氧化物；使用与铝不产生反应的涂料；

（2）由于混入了合金液与涂料的反应生成物，而产生非金属硬点。

应该用与铝合金不发

生反应的涂料。

（3）金属液中产生了复合化合物，如Al 、Mn 、Fe 、Si组成的化合物。

应注意：

在铝

合金中含有Mn 、Fe等元素时应勿使偏析；并保持清洁；用干燥的去气剂除气，但铝合金含镁时要注意补偿。

（4）金属液中铝硅合金含Si高；铝合金在半液态下浇注；硅游离存在，或者铝硅合金Si

高于11.6%且Cu 、Fe含量亦高。

解决和防止的方法为：

铝合金含Cu 、Fe多时，应使含Si量降到10.5%以下；适当的提高浇注温度，以避免使Si析出。

（5）由于金属锭不纯或粘附了油污，熔炼工具不干净而夹带异物，而产生非金属硬点。

应

注意检验金属锭的纯度，加强原料，回收料的清理，不得粘上油、砂、尘土等异物；注意清理干净坩埚，熔炼工具上面的铁锈及氧化物。

3、   金属硬点产生的原因及解决和防止的方法：

（1）、混入了未溶解的硅元素原料而产生金属性硬点。

解决和防止的方法为：

1）熔炼硅合金时，不要使用硅元素粉末；

2）调整合金成分时，不要直接加入硅元素，必须采取中间合金；

3）熔炼温度要高，时间要长，使硅充分溶解。

（2）、混合了促进初生硅结晶生长的原料而产生金属性硬点，生产中应注意：

缩小铸造温度波动范围，使之经常保持熔融状态；加冷料时要防止合金锭块使合金凝固；尽量减少促进粗晶硅易于生长的成分。

（3）、混入了生成金属件化合物结晶物质而产生金属性硬点，生产中应注意：

1）减少温度波动范围，不使合金液的温度过高或过低；

2）控制合金成分杂质含量的同时，注意勿使增加杂质；

3）对能产生金属间化合物的材料要在高温下熔炼、为防止杂质增加，应一点一点的少量加入。

4、   偏析性硬点产生的原因是由于急冷，使容易偏析的成分析出成为硬点，在压射时应注意：

合金液浇入压室后，应立即压射填充；尽可能不含有Ca 、Mg 、Na等易引起急冷效应的合金成分。

Ca应控制在0.05%以下。

（十六）脆性

外观检查或金相检查：

合金晶粒粗大或极小，使铸件易断裂或碰碎。

产生的原因如下：

1、   合金过热太大或保温时间过长；

2、   激烈过冷，结晶过细；

3、   铝合金含有锌铁等杂质太多；

4、   铝合金中含铜超出规定范围。

解决和防止的方法为：

1、   合金不宜过热；

2、   提高型（模）具温度，降低浇注温度；

3、   严格控制合金成分在允许的范围内。

（十七）渗漏

通过试压试验，压铸件漏水或渗水。

产生的原因如下：

1、     压力不足；

2、     浇注系统设计不合理或铸件结构不合理；

3、     合金选择不当；

4、     排气不良。

解决和防止的方法为：

1、   提高压射比压；

2、   尽量避免后加工；

3、   改进浇注系统和排气系统；

4、   选用良好合金。

（十八）气孔

解剖后外观检查或探伤检查：

气孔具有光滑的表面，形状呈圆形或椭圆形。

产生的原因如下：

1、   一速距离过短，一速过快，在料液内卷气；

2、   横浇道设计不合理；

3、   内浇口位置不合理；

4、   分型面选择不当；

5、   排气不良；

6、   料液含气量高；

7、   料液杂质含量高；

8、   喷舞量和位置不当；

9、   横温过高；

10、料温过高；

11、冷却系统设计不合理；

12、合型（模）过早。

解决和防止的方法为：

1、   使用干燥而干净的添加剂，不使合金过热并很好排气，改善金属导入方向；

2、   降低压射速度；

3、   在保证填充良好的情况下，尽可能增大内浇道截面积；

4、   排气槽部位要设置合理并有足够的排气能力。

（十九）气泡

解剖后外观检查或探伤检查：

铸件接近表面有气体集聚，有时看到铸件表面鼓泡。

产生的原因如下：

1、   由卷入气体引起：

型腔气体没有排出，被包在铸件中；涂料产生的气体卷入铸件中；

2、   由合金气体引起：

合金内吸有较多气体，凝固时析出留在铸件内。

解决和防止的方法为：

1、善内浇道、溢流槽排气道的大小和位置；改善填充时间和内浇道处流速；提高压射压力；在气孔发生处设型芯；尽量少用涂料；

2、清除合金液中的气体和氧化物；炉料要管理好，避免被尘土油类污染。

（二十）缩孔缩松

解剖后外观检查或探伤检查：

缩孔表面呈暗色并不光滑，形状不规则的孔洞、大而集中的为缩孔，小而分散的为缩松。

产生的原因如下：

1、缩孔是压铸件在冷凝过程中，内部补偿不足而造成的孔穴，由于浇注温度过高、压射比压低、铸件在结构上有金属积聚的部位和截面变化剧烈，内浇道较小而产生；

2、型（模）具温度过高；

3、保压时间短。

解决和防止的方法：

1、改变铸件结构消除金属积聚及截面变化大处；

2、在可能条件下降低浇注温度；

3、提高压射比压；

4、适当改善浇注系统，使压力更好地传递；

5、降低模温；

6、提高保压时间。

（二十一）粘模拉伤

外观检查：

压铸合金与型壁粘连而产生拉伤痕迹，在严重的部位会被撕破。

产生的原因如下：

1、合金浇注温度高；

2、型（模）具温度太高；

3、涂料使用不足或不正确；

4、型（模）具某些部位表面粗糙；拔模斜度制作过小或倒拔。

5、浇道系统不正确使用合金正面冲击型壁或型芯；

6、型（模）具材料使用不当或热处理工艺不正确，硬度不足。

7、铝合金含铁量太少（<0.6%）ZCuZn40Pb2含锌低或有偏析；

8、填充速度太高。

解决和防止的方法为：

1、   降低浇注温度；

2、   型（模）具温度控制在工艺范围内；

3、   消除型腔粗糙的表面；

4、   检查涂料品种或用量是否适当；

5、   调整内浇道防止金属液正面冲击；

6、   校对合金成分、使铝合金含铁（Fe）量在要求的范围内；

7、   检查型（模）具材料及热处理和硬度是否合理；

8、   适当降低填充速度。