東莞鋅合金壓鑄作為一種不錯的金屬成型工藝,因鋅合金流動性好、熔點低等優(yōu)勢被廣泛應用,但受原材料質量、模具設計、工藝參數(shù)(溫度、壓力、射速)等因素影響,易產(chǎn)生多種缺陷。
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一、氣孔(Gas Porosity)
氣孔是鋅合金壓鑄典型的缺陷之一,表現(xiàn)為鑄件內部或表面出現(xiàn)細小、分散的孔洞,嚴重時會導致強度下降、氣密性失效。
缺陷特征:
表面氣孔:鑄件表面呈現(xiàn)針尖狀小孔,或在后續(xù)加工(如拋光、電鍍)后暴露;
內部氣孔:通過 X 光檢測可見,多集中在鑄件厚壁區(qū)域、澆口附近或模具排氣不暢的位置,呈圓形或橢圓形,內壁光滑。
主要原因:
鋅合金原材料含氣量過高(如金屬液熔煉時吸入空氣、潮濕的回爐料未烘干);
模具排氣系統(tǒng)設計不合理(排氣槽堵塞、位置不當、截面積不足),導致型腔內氣體無法排出;
壓鑄工藝參數(shù)不當:壓射速度過快(卷入大量空氣)、壓射壓力不足(無法壓實氣體)、金屬液溫度過高(加劇氣體溶解)。
預防方向:烘干原材料(尤其是回爐料)、優(yōu)化模具排氣結構、調整壓射速度與壓力匹配性。
二、縮孔與縮松(Shrinkage Cavity & Porosity)
縮孔 / 縮松是金屬液凝固時體積收縮未得到補充而形成的缺陷,二者常伴隨出現(xiàn),對鑄件力學性能影響顯著。
缺陷特征:
縮孔:鑄件內部出現(xiàn)較大、不規(guī)則的空洞,多位于厚壁中心、筋條交匯處或鑄件頂部(最后凝固區(qū)域),內壁粗糙;
縮松:縮孔的 “微型化” 表現(xiàn),是細小、分散的孔洞,常分布在縮孔周圍或厚壁區(qū)域,通過顯微鏡可見。
主要原因:
鑄件結構設計不合理:存在過厚的壁厚(超過鋅合金壓鑄推薦的 8-10mm 上限)、壁厚突變(導致局部凝固緩慢);
模具澆注系統(tǒng)設計缺陷:澆口位置不當(未將金屬液引導至最后凝固區(qū)域)、冒口(補縮結構)尺寸不足;
工藝參數(shù)偏差:金屬液澆注溫度過低(流動性差,無法充分補縮)、模具溫度不均勻(厚壁區(qū)域冷卻過慢)。
預防方向:優(yōu)化鑄件結構(減少壁厚差、增加過渡圓角)、合理設計澆口與冒口、控制金屬液及模具溫度。
三、飛邊(Flash)
飛邊又稱 “溢邊”,是金屬液在壓鑄壓力作用下,從模具分型面、滑塊間隙等縫隙中溢出形成的多余金屬,需后續(xù)打磨去除,增加生產(chǎn)成本。
缺陷特征:
多沿模具分型面(鑄件上下 / 左右拼接處)分布,呈薄片狀、不規(guī)則形狀,厚度通常為 0.1-0.5mm,嚴重時會粘連模具。
主要原因:
模具精度不足:分型面磨損、變形(長期使用后密封不嚴)、模具零件(如滑塊、型芯)配合間隙過大;
壓鑄工藝參數(shù)不當:鎖模力不足(無法抵抗金屬液的脹模力,導致分型面張開)、壓射比壓過高(加劇金屬液滲透縫隙);
模具安裝問題:模具未完全閉合、分型面有異物(如金屬碎屑、油污)導致密封失效。
預防方向:定期維護模具(修復分型面、調整配合間隙)、確保鎖模力與壓射比壓匹配、清潔模具分型面后再合模。
四、裂紋(Cracks)
裂紋是鑄件結構完整性被破壞的嚴重缺陷,分為冷裂紋和熱裂紋,可能在壓鑄過程中產(chǎn)生,也可能在后續(xù)加工或使用中暴露。
缺陷特征:
熱裂紋:產(chǎn)生于金屬液凝固后期(溫度較高時),裂紋短、粗,呈不規(guī)則折線狀,多位于鑄件拐角、筋條根部(應力集中區(qū)域),斷口氧化色明顯;
冷裂紋:產(chǎn)生于鑄件完全凝固后(溫度較低時),裂紋細長、平直,常沿晶界擴展,斷口無氧化色,多因后續(xù)應力(如冷卻收縮、加工力)引發(fā)。
主要原因:
鋅合金成分不合格:雜質元素(如鉛、鎘)含量過高(超過國家標準,導致合金脆性增加)、合金配比偏差(如鋁含量過低,影響韌性);
鑄件結構設計缺陷:拐角處無圓角(直角導致應力集中)、筋條過細或與主體連接突兀;
工藝與冷卻問題:模具溫度過低(鑄件冷卻過快,產(chǎn)生內應力)、脫模劑噴涂不均(局部冷卻速度差異大)、鑄件頂出時受力不均(強行頂出導致開裂)。
預防方向:使用合格鋅合金(如符合 GB/T 13818 標準的 Zn-Al-Cu-Mg 系合金)、優(yōu)化鑄件結構(增加圓角、調整筋條尺寸)、控制模具溫度與頂出力度。
五、缺料(Short Shot)
缺料又稱 “欠鑄”,是金屬液未完全充滿模具型腔,導致鑄件形狀不完整(如局部缺失、輪廓不清晰)的缺陷。
缺陷特征:
鑄件缺失部分與模具型腔未填充區(qū)域一致,常見于型腔遠端、薄壁區(qū)域或復雜結構(如小孔、窄縫),邊緣呈 “未熔合” 的粗糙狀。
主要原因:
金屬液供應不足:壓射室(儲存金屬液的腔體)容量過小、澆注量不足;
金屬液流動性差:合金溫度過低(低于鋅合金壓鑄推薦的 410-430℃)、合金成分偏差(如雜質過多導致流動性下降);
模具與工藝問題:澆口或流道(引導金屬液的通道)截面積過?。ń饘僖毫鲃幼枇Υ螅荷渌俣冗^慢(金屬液未到達型腔末端已凝固)、模具型腔有油污(金屬液無法潤濕型腔表面)。
預防方向:確保壓射室容量匹配、提高金屬液溫度至合理范圍、擴大澆口 / 流道截面積、清潔型腔。
六、夾雜(Inclusions)
夾雜是鑄件內部或表面混入非金屬雜質(如氧化物、硫化物、模具碎屑)的缺陷,會降低鑄件純度,影響力學性能和表面質量(如電鍍層脫落)。
缺陷特征:
表面夾雜:鑄件表面出現(xiàn)斑點、異物凸起,或在拋光后暴露;
內部夾雜:通過切片觀察可見,呈不規(guī)則顆粒狀,多分布在澆口附近或金屬液流動末端。
主要原因:
原材料污染:鋅合金錠表面有油污、氧化皮,回爐料未清理干凈(混入金屬碎屑、砂粒);
熔煉過程控制不當:熔煉溫度過高(加劇合金氧化)、熔煉時未覆蓋保護劑(金屬液與空氣直接接觸);
模具與設備問題:模具型腔有砂粒、銹跡,壓射室或流道內壁有脫落的金屬碎屑。
預防方向:清理原材料表面雜質、熔煉時添加保護劑(如氯化銨)、定期清潔模具與壓射系統(tǒng)。
七、變形(Distortion/Warpage)
變形是鑄件凝固后因內應力不平衡,導致形狀偏離設計尺寸的缺陷,常見于薄壁、長條狀鑄件。
缺陷特征:
鑄件出現(xiàn)彎曲、翹曲、扭曲,如平板類鑄件邊緣上翹、長條類鑄件中間彎曲,通過尺寸檢測可發(fā)現(xiàn)偏差(如平面度、直線度超標)。
主要原因:
鑄件結構不對稱:壁厚分布不均(一側厚、一側?。瑢е吕鋮s速度差異大,產(chǎn)生不均勻收縮應力;
模具設計缺陷:模具型腔溫度分布不均(如局部冷卻水路堵塞)、頂出機構位置不當(頂出時受力不平衡);
工藝與冷卻問題:鑄件脫模溫度過高(未完全定型即取出)、冷卻方式不合理(如快速風冷導致局部收縮過快)。
預防方向:設計對稱的鑄件結構(減少壁厚差)、優(yōu)化模具冷卻水路(確保溫度均勻)、控制脫模溫度(待鑄件基本定型后取出)。
八、表面缺陷(Surface Defects)
除上述針對性缺陷外,鋅合金壓鑄件還常出現(xiàn)多種表面問題,影響外觀質量(尤其對需電鍍、噴涂的產(chǎn)品),主要包括:
1. 氣泡(Surface Blisters):
特征:鑄件表面出現(xiàn)凸起的小泡,多在后續(xù)熱處理或電鍍時(溫度升高)暴露,因內部微小氣孔受熱膨脹導致;
原因:金屬液含氣量高、模具排氣不足、脫模劑未完全揮發(fā)(高溫下產(chǎn)生氣體)。
2. 冷隔(Cold Shut):
特征:鑄件表面出現(xiàn)明顯的 “接縫線”,是兩股金屬液在型腔中未完全熔合形成的,接縫處強度低;
原因:金屬液溫度過低、壓射速度過慢、澆口位置不當(導致金屬液分流后無法充分融合)。
3. 拉傷(Scratches/Galling):
特征:鑄件表面出現(xiàn)沿脫模方向的劃痕、拉傷,嚴重時伴隨金屬脫落;
原因:模具型腔表面粗糙(未拋光)、脫模劑噴涂不足(潤滑性差)、頂出速度過快或受力不均。