1、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
2、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7-1ADC12压铸合金成分化学分析表 CuSiMgZnFeMnNiSn 铸件12
3、.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1.53.59.612.00.31.31.30.50.50.3 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0.81.0%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
4、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
5、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4050m/s。 3)降低金属液浇注温度:680690降6705 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
6、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
7、。 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)。
8、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:
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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(
14、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
15、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
16、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
17、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
18、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
19、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
20、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
21、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:
22、 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
23、: 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
24、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。
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