压铸件缺陷及对策

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浅谈铝合金压铸件缺陷分析及防止对策

摘要：作者经过归纳本公司多年来生产过的各行各业近三百种铝合金压铸件所出现过的质量问题，深入浅出地阐述了压铸件的分类、质量缺陷的分类、造成缺陷的原因分类以及各种缺陷的检测方法，并选取几种最常见的压铸件缺陷对其特征、产生原因及防止对策进行了祥细的分析，希望对行业同仁们解决压铸件的缺陷问题有所帮助和启发。
关键词：铝合金压铸件、缺陷分析、检测方法、原因分析、防止对策
本公司是一家生产铝合金压铸件的专业化工厂，拥有从140吨到2000吨的压铸机共15台，多年的发展使我们在全世界范围内和几十家各行业的顾客建立了业务合作，如美国的凡士通、通用电气、汉科宝鼎、斯丹德，德国的TELEFLEX、SEW，瑞典的TELESTE，意大利百得公司，韩国的东洋公司，日本的五十铃和三菱公司，国内的柳州机械厂、京信中兴通讯等等，生产压铸件的品种近三百种，这对本公司的质量管理提出较高的要求，事实也是如此，压铸件的质量问题时时刻刻在困扰着我们，为解决压铸过程和后续各种料废而造成的不合格品也付出过沉重的代价，下面结合本公司各类产品及外面所见过的压铸件出现过的质量问题和最终实施的解决方案归纳一下压铸件的各种缺陷分析及对策。
首先介绍一下压铸件的分类：压铸件按形状和功用大致可以分为箱体类、壳体类、支架类、端盖类、罩子类、盘内、底座类、叉类、套筒类等。
对于压铸件的缺陷可以分为几何缺陷、表面缺陷和内部缺陷，所谓几何缺陷是铸件的形状、几何尺寸与图样要求有出入表现为线性或位置尺寸超差、铸件变形、扭曲等；表面缺陷是指铸件的外观不符合要求，表面产生流痕、冷隔、浇不足、拉毛、裂纹、疏松、顶杆印过高或过深、不清晰、飞边过厚、起泡、各种标识或轮廓不清晰、抛丸后起皮等；内部缺陷是批铸件内部用肉眼看不出来的缺陷，如气孔、缩孔、缩松、内部裂纹、杂质等，还包括材料的化学成分和机械性能不符合要求。
因为压铸是一个特殊过程，其生产产品的质量要通过后续的加工和探测才能发现，金属的填充和铸件成型是一个相当复杂的过程，其影响因素是比较多的，大体上受以下几个方面的影响所引起的：
1.        压铸机　压铸机性能，所提供的压射条件是否能满足产品结构和模具的要求，系统压力、压射压力、压射速度、增压速度、分级压射的起始位置以及锁模力等参数的选择是否合适，设备的能力如锁模力、顶出力、行程等是否满足要求。
2.        压铸模　模具设计吨位与压铸机是否匹配，浇注系统及排溢系统的布局、尺寸及位置、顶出系统的设计计算及布局、冷却系统的计算及布局、抽芯滑块系统的支撑结构设计是否合适，模具动定模包紧力是否平衡，模具压紧位置和结构是否可靠等。还受模具的加工表面粗糙度、配合精度、硬度影响以及模具的温度平衡控制、表面清理、保养等方面影响。
3.        压铸件的结构工艺性　受铸件的壁厚变化、宽深比、内外的复杂变化程度、弯角位、拔模斜度、热节位、深凹位等方面的影响。
4.        压铸操作方法　受熔炼后合金液的浇注温度、熔炼温度、脱模剂的喷涂时间及喷涂量、冷却水的流量控制以及循环周期等方面的影响。
5.        合金料引起　受新料与回炉料的配比、熔炼工艺以及材料本身的状态、纯净度、杂质含量等方面的影响。
几上几个方面如果任何一个方面设置、控制或操作不正确，都有可能导致各种缺陷的产生。
对于各种压铸存在的缺陷必须先用适当的方法检验出来才能够采取相应的措施去消除，一般的检验方法有：①目测检验，包括使用放大镜等辅助工具，一般用于检查铸件的表面缺陷。②通用的或专用的检测设备，如三坐标、投影仪、卡尺、塞规、千分尺等，用来检测铸件的几何缺陷。③光谱分析仪，用来检测铸件的化学成分是否符合要求的牌号或者有害成分（如铅Pb和汞Hg等）是否超标并分析对缺陷的产生是否有关系。④锯剖机检测，将铸件从易出现内部缺陷的截面剖开观察内部气孔情况再对压铸参数等进行调整，还可以用X射线检测仪、超声波检测仪、液体渗透检测仪、进行无损检测。⑤气密性检测，用液体或气体的泄漏检测仪，按规定的气压、持续时间和允许泄漏量要求进行判别。另外，还可以根据需要进行铸件物理力学性能、硬度、表面粗糙度、金相组织结构以及耐腐蚀性等进行检测。
　　通过以上方法检测出压铸件具有的缺陷之后，我们就要对它产生的原因进行分析，并按先主后次的顺序进行逐一排查，以找出产生问题的真正原因并及时调整或修改，并对再次生产的前几个产品进行更严格的检查，从而可以对比出修改的效果如何，并及时总结经验对作业指导书、检查要领等进行及时更新，不断完善。下表分析了常见压铸件缺陷产生的原因和相应的防止对策：
缺陷名称        特征        产生原因        防止对策
拉

伤        沿开模方向铸件表面呈现条状的拉伤痕迹，有一定深度，严重时为一面状伤痕，另一种是金属液与模具产生焊合、粘附而拉伤，以致铸件表面多肉或缺肉        1.型腔表面有损伤
2.出模方向斜度太小或倒斜
3.顶出时偏斜
4.浇注温度过高或过低、模
温过高导致合金液产生粘附
5.脱模剂使用效果不好
6.铝合金成分铁含量低于0.6%)
7.冷却时间过长或过短        1.修理模具表面损伤处，修正斜度，提高光洁度
2.调整顶杆，使顶出力平衡
3.更换脱模剂
4.调整合金含铁量
5.控制合适的浇注温度，控制模温
6.修改内浇口，避免直冲型芯型壁或对型芯表面进行特殊处理
气

泡        铸件表面有米粒大小的隆起表皮下形成的空洞        1.合金液在压室充满度过低，易产生卷气，压射速度过高
2.模具排气不良
3.熔液未除气，熔炼温度过高
4.模温过高，金属凝固时间不够，强度不够，而过早开模顶出铸件，受压气体膨胀起来
5.脱模剂太多
6.内浇口开设不良，充填方向不顺        1.提高金属液充满度
2.降低第一阶段压射速度，改变低速与高速压射切换点
3.降低模温
4.增设排气槽、溢流槽、充分排气
5.调整熔炼工艺，进行除气处理
6.留模时间延长
7.减少脱模剂用量
冷

隔        压铸件表面有明显的、不规则的、下陷线性纹路（有穿透与不穿透两种）形状细小而狭长，有的交接边缘光滑在外力作用下有发展的可能        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，两股金属结合力很薄弱
2.浇注温度或压铸模温度偏低
3.选择合金不当，流动性差
4.浇道位置不对或流路过能长
5.填充速度低
6.压射比压低        1.适当提高浇注温度和模具温度
2.提高压射比压，缩短填充时间
3.提高压射速度，同时加大内浇口的截面积
4.改善排气和填充条件
5.选择正确合金，提高合金液的流动性
气

孔        解剖后外观检查或探伤检查，气孔具有光滑的表面，形状为圆形        1.合金液导入方向不合理或金属液流动速度太高，产生喷射，过早堵住排气道或正面冲击型壁而形成漩涡包住空气，这种气孔多产生于排气不良或深腔处
2.由于炉料不干净或熔炼温度过高，使金属液中较多的气体没除净，在凝固时析出，没能充分排出
3.涂料发气量大或使用过多，在浇注前尚未除净，使气体卷入铸件，这种气孔多呈暗灰色表面
4.快压射传感器位置设置不对        1.采用干净炉料，控制熔炼温度，进行除气除渣处理
2.选择合理的工艺参数，压射速度，快压射切换点
3.引导金属液平衡有序地充填型腔，有利于气体排出
4.排气槽、溢流槽要有足够的排气能力
5.选择发气量小的涂料及控制排气量

缺陷名称        特征        产生原因        防止对策
缩
孔
及
缩
松        解剖或探伤检查，孔洞形状不规则、不光滑、表面呈暗色大而集中为缩孔小而分散为缩松        1.铸件在凝固过程中，因产生收缩而得不到金属液补偿而造成孔穴
2.浇注温度过高，模温梯度分布不合理
3.压射比压低，增压压力过低
4.内浇口较薄、面积过小，过早凝固，不利于压力传递和金属液补缩
5.铸件结构上有热节部位或截面变化剧烈
6.金属液浇注量偏小，余料太薄，起不到补缩作用        1.降低浇注温度，减少收缩量
2.提高压射比压及增压压力，提高致密性
3.修改内浇口，使压力更好传递，有利于液态金属补缩作用
4.改变铸件结构，消除金属积聚部位，壁厚尽可能均匀
5.加快厚大部位冷却
6.加厚料柄，增加补缩的效果
夹

杂        混入压铸件内的金属或非金属杂质，加工后可看到形状不规则，大小、颜色、亮度不同的点或孔洞        1.炉料不洁净，回炉料太多
2.合金液未精炼
3.用勺取液浇注时带入熔渣
4.石墨坩埚或涂料中含有石墨脱落混入金属液中
5.保温温度高，持续时间长        1.使用清洁的合金料，特别是回炉炉上脏物必须清理干净
2.合金熔液须精炼除气，将熔渣清干净
3.用勺取液浇注时，仔细拨开液面，避免混入熔渣和氧化皮
4.清理型腔、压室
5.控制保温温度和减少保温时间
渗

漏        压铸件经耐压试验，产生漏气、渗水        1. 压力不足，基体组织致密度差
2.内部缺陷引起，如气孔、缩孔、渣孔、裂纹、缩松、冷隔、花纹
3.浇注和排气系统设计不良
4.压铸冲头磨损，压射不稳定        1.提高比压
2.针对内部缺陷采取相应措施
3.改进浇注系统和排气系统
4.进行浸渗处理，弥补缺陷
5.更换压室、冲头

对于压铸件的各种种缺陷的产生原因不是独立的，往往是多个影响因素叠加后的结果，因此在实际生产中要解决问题，面对众多原因到底是先调机？还是先换料？或是先修改模具？我们可以依难易程度，按照先简便后复杂的原则去处理，并在处理过程中善于观察，灵活运用，尽可能早的对原因进行准确的判断并采取相应的措施，既减少了停机时间又降低了维修或调整成本，同时要不断地积累经验，逐步提高分析问题和解决问题的能力，使压铸件的质量水平更上一层楼，企业也因此在激烈的市场竞争中更有生命力。


参考文献：

无

爱你不变

谢谢分享，文章说明细腻，对刚接触压铸的新手很大帮助。