压铸件的缺陷及产生的原因（1）

绝代高手

压铸生产中遇到的质量问题很多，其原因也是多方面。生产中必须对产生的质量问题作出正确的判断。找出真正的原因，才能提出相应切实可行的有效的改进措施，以便不断提高铸件质量。
    压铸件生产所出现的质量问题中，有关缺陷方面的特征、产生的原因(包括改进措施)分别叙述于后。
    一、欠铸
( W- V* ~! {8 b+ z) Q8 ]5 Y    压铸件成形过程中，某些部位填充不完整，称为欠铸。当欠铸的部位严重时，可以作为铸件的形状不符合图纸要求来看待。通常对于欠铸是不允许存在的。
    造成欠铸的原因有：
    1)填充条件不良，欠铸部位呈不规则的冷凝金属
    当压力不足、不够、流动前沿的金属凝固过早，造成转角、深凹、薄壁(甚至薄于平均壁厚)、柱形孔壁等部位产生欠铸。
    模具温度过低
    合金浇入温度过低
    内浇口位置不好，形成大的流动阻力
    2)气体阻碍，欠铸部位表面光滑，但形状不规则
* S* M: m( N& y8 ?, G& e3 I    难以开设排溢系统的部位，气体积聚
    熔融金属的流动时，湍流剧烈，包卷气体
" \1 H! E3 \, X( l+ T$ Y8 }  q    3)模具型腔有残留物
+ N" ]. h. G/ K) p3 e4 y5 z    涂料的用量或喷涂方法不当，造成局部的涂料沉积
    成型零件的镶拼缝隙过大，或滑动配合间隙过大，填充时窜入金属，铸件脱出后，并未能被完全带出而呈现片状夹在缝隙上。当之种片状的金属(金属片，其厚度即为缝隙的大小)又凸于周围型面较多，便在合模的情况下将凸出的高度变成适为铸件的壁厚，使以后的铸件在该处产生穿透(对壁厚来说)的沟槽。这种穿透的沟槽即成为欠铸的一种特殊形式。这种欠铸现象多在由镶拼组成的深腔的情况下出现。
- m8 A& y" K# Q8 K1 s, j% x" u    浇料不足(包括余料节过薄)。
    立式压铸机上，压射时，下冲头下移让开喷嘴孔口不够，造成一系列的填充条件不良。
    二、裂纹
    铸件的基体被破坏或断开，形成细长的缝隙，呈现不规则线形，在外力作用下有发展的趋势，这种缺陷称为裂纹。在压铸件上，裂纹是不允许存在的。
& k; [1 ?/ X7 g* [  V6 [: F! {    造成裂纹的原因有：
    1.铸件结构和形状
* {1 [7 A$ _8 B    铸件上的厚壁与薄壁的相接处转变避剧烈
! e$ a% b. ?( x) G/ P( H. J    铸件上的转折圆角不够
    铸件上能安置推杆的部位不够，造成推杆分布不均衡
    铸件设计上考虑不周，收缩时产生应力而撕裂。
7 [: A+ |. n# N$ A) I* i    2.模具的成型零件的表面质量不好，装固不稳
    成型表面沿出模方向有凹陷，铸件脱出撕裂
2 Q, i0 d7 c/ c+ o" w! T. ]! y    凸的成型表面其根部有加工痕迹未能消除，铸件被
( R! s8 o, ^& Z$ w& L    成型零件装固有偏斜，阻碍铸件脱出。
3 h* s+ j- @9 Q0 W" A+ @: v  l    3.顶出造成
    模具的顶出元件安置不合理(位置或个数)
    顶出机构有偏斜，铸件受力不均衡
8 u# @. Y) n" k' l. L' ?    模具的顶出机构与机器上的液压顶出器的连接不合理，或有歪斜或动作不协调
8 ^( T# ?( b% _% y    顶针顶出时的机器顶杆长短不一致，液压顶出的顶棒长短不一致。
7 z6 n' N" U2 H! F; K    4.合金的成分
+ E1 a; W3 b6 Z; H2 l    1)对于锌合金
    A有害杂质铅、锡和镉的含量较多
% ^/ F; v# e3 s& Q    B纯度不够
( W  f" R: d: Z- g    2)对于铝合金
    A含铁量过高，针状的含铁化合物增多
    B铝硅合金中硅含量过高
4 |) U% f0 D- k6 ?7 C    C铝镁合金中镁含量高
    D其它杂质过高，增加了脆性
" C; y  T1 p  e( \. x" T! n. c# u3 p    3)对于镁合金
( J4 G* ^( w9 @7 }    铝、硅含量过高
    5)合金的熔炼质量
) e0 u- M. V; o$ j; n7 j6 t    A熔炼温度过高，造成偏析
1 A- ~5 b4 ?- @( i    B保温时间过长，晶粒粗大
    C氧化夹杂过多
    6)操作不合理
8 Q+ k' Y$ I: {$ \! u$ v5 c    A留模时间过长，特别是热脆性大的合金(如镁合金)
    B涂料用量不当，有沉积
. A# O: S- p1 l# q  d    7)填充不良、金属基体未熔合，凝固后强度不够，特别是离浇口远的部位更易出现。
5 F- C; N. e3 _, j: R1 K$ L    三、孔穴
    孔穴包括气孔和缩孔
    1、气孔
    气孔有两种：一种是填充时，金属卷入气体形成的内表面光亮和光滑、形状较为规则的孔洞。另一种是合金熔炼不正确或不够，气体熔解于合金中。压铸时，激冷甚剧，凝固很快，熔于金属内部的气体来不及析出，使金属内的气体留在铸件内而形成孔洞。
    压铸件内的气孔以金属卷入型腔中的气体所形成的气孔是主要的，而气体的大部分为空气。
    产生气孔的原因
    1.内浇口速度过高，湍流运动过剧，金属流卷入气体严重
" }- z/ K, F& X: D    2.内浇口截面积过小，喷射严重
    3.内浇口位置
: u1 c" k( G1 e3 i    不合理，通过内浇口后的金属立即撞击型壁、产生涡流，气体被卷入金属流中
3 H3 D$ L2 W& m7 k3 G    4.排气道位置不对，截面积不够，造成排气条件不良
    5.大机器压铸小零件，压室的充满度过小，尤其是卧式冷压铸机上更为明显
    6.铸件设计不合理。a形成铸件有难以排气的部位；b局部部位的壁厚太厚
    7.待加工面的加工量过大，使壁厚增加过多。
6 Z  T: g/ Y6 E8 `; v    8.熔融金属中含有过多的气体
- e5 b1 x2 `+ n1 `) G    2、缩孔
    铸件凝固过程中，金属补偿不足所形成的呈现暗色、形状不规则的孔洞，即为缩孔。其原因有：
    I.金属浇入温度过高
    II.金属液过热时间太长
    III.压射的最终补压的压力不足
6 e0 X0 m" [9 q3 T6 w% j% e7 g    IV.余料饼太薄，最终补压起不到作用
; {9 h; w" A2 ]    V.内浇口截面积过小(主要是厚度不够)
    VI.溢流槽位置不对或容量不够
    VII.铸件结构不合理，有热节部位，并且该处有解决
- s! C' y6 |- b8 J    VIII.铸件的壁厚变化太大
    在压铸件上，产生缩孔的部位，往往是容易产生气孔的处所，故压铸件内，有的孔穴常常是气孔、缩孔混合而成的。
. C. q$ e5 j# u! B. N    四、条纹
    填充过程中，当熔融金属流动的动能足以产生喷溅或虽然聚集成流束，但又相连得不紧密的条件时，边界——凝固层便具有“疏散效应”，而处于这种状态金属在随后的金属主流所覆盖之前，早就凝固，于是，在铸件表面上便形成纹络，这就是压铸件上常见的条纹。铝合金铸件上条纹最为明显，而在铸件的大面积的壁面上，就更为突出。
    这种条纹呈现不同的反射程度，有时比铸件的基体的颜色稍暗一些，有时硬度上也稍有不一样。根据工厂初步测定条纹的深度约在0.2毫米以内，而深度为0.05毫米起，外观就已经明显地看出来。
6 l7 B3 V1 Q6 c  \' H    对条纹作化学的、摄谱的和金相的研究发现，条纹与铸件本身相同的化学成分，可而条纹不是硅偏析、渣滓、污损，也不是合金的其它化学本性原因造成的。条纹的深度仅0.08~0.20毫米。有时条纹有着清晰的边界，有时条纹与铸造组织混杂在一起，看不到明显的过渡区。条纹的微观组织基本上没有不同于主要组织，只是它更细致一些。对于铝合金来说，条纹内铝—硅共晶组织更加细致，合金组元中的金属间化合物也是如此。条纹也呈现硅的不足(暗的组成物)，但没有发现化学上的差异。在条纹更细的组织中，硅的分布也不一样，既然硅比铝要黑些，因而条纹的颜色常常看来更暗。
    综上所述，压铸件表面的条纹，是填充过程中必然发生的结果，尤其是铝合金铸件的表面更为突出，而条纹的组织和性质对于压铸件的使用来说，在一般的情况下没有影响的。只有在壁很薄时，才对条纹的深度有限制。至于在光饰要求高的表面上则还是不应该存在的。
    既然条纹是由于边界——凝固层的“疏散效应”所形成，而根据填充过程的特性，便可对产生这种“疏散效应”的原因作如下的分析：
. p, I5 O+ e( u    I.填充时，剧烈的湍流将气体卷入金属流中，从而对金属流速产生弥散作用。
    II.在填充过程中，铸件的外壳层(边界——凝固层)常常不是整个地同时形成的(在填充理论的叙述中已经提到)在尚未形成壳层的区域便出现“疏散效应”。对于有大平在面的铸件，在大的平面壁上就更为明显。
    III.模具温度低于热平衡条件所应有的温度，使“疏散效应”更为强烈，产生的区域亦大为增多。
, I/ [  x2 d+ P2 Z7 G5 F1 K0 x2 g    IV.金属流撞击型壁而产生溅射所造成的“疏散效应”十分明显，当撞击后的金属分散成密集的液滴，便成为麻面。这就是铸件表面上总是带有强烈的溅射痕迹的原因。正对内浇中的型壁是撞击溅射最常见的区域。
    V.涂料涂层不匀，厚的部位受到金属流的炽热混杂在金属中，并使金属产生“分隔”，从而造成“疏散效应”。
1 T# n# P. I2 J/ f) T- A    VI.涂料局部沉积而气体又未挥发干净，余下的气体被金属流所包卷，对金属流产生弥散作用。
* `" Q' g# }, {6 P7 A9 X0 c( u    VII.排溢系统不合理，逸气不通畅，型腔中的气体过多，金属流因气体而弥散的作用增强。
+ r. p% f7 {# A7 m4 g) C4 V    根
    据条纹产生的原因，可见其深度是随时变化的。所以，生产中，常常按深度的不同，将条纹分别称为花纹、流痕、麻面和冷纹等等。而冷纹的深度则是条纹中最深的一种。
    五、表层疏松
# W* t0 T* S% J) `- D    压铸件的外壳层(边界——凝固层)一般约为0.5~0.8毫米左右。在这个壳层(也称表皮层)上有一种呈现松散不密实的宏观组织，即为表层疏松。
    表层疏松的形成的原因与条纹相似，故其性质也很接近，也是有时有清晰的边界，有时则无明显的过渡区。但其深度则较条纹更深一些，而且总是与涂料过多而沉积有关，因此，表层疏松的颜色比条纹更为灰暗，反射更差。有时，也带有涂料受炽热而烧灼的颜色，所以有时这种还与涂料的本色有关。
1 r  d1 k7 Y9 L* C, I- d) n    深度很浅的表层疏松，一般来说没有妨碍，但光饰(涂覆)则不允许存在。