深圳鋅合金壓鑄廠分析鋅合金壓鑄是高精度、高效率的金屬成型工藝,但生產過程中易受模具設計、工藝參數、原料質量、操作規范等因素影響,出現各類缺陷。
?
一、壓鑄前:準備階段的細節問題(影響后續成型質量)
1. 原料純度不達標(隱性風險)
問題表現:鋅合金原料中雜質(鐵、鉛、鎘)含量超標(如鐵>0.2%),導致鑄件脆裂、耐腐蝕性下降;原料受潮、含油污,壓鑄時產生氣孔、夾渣。
應對細節:
選用符合國標(如 ZnAl4-1、ZnAl5-1)的鋅合金錠,雜質含量控制在標準范圍內(鐵≤0.1%、鉛≤0.03%、鎘≤0.005%);
原料使用前烘干(120-150℃,2-4 小時),去除水分和油污;破碎后的回爐料需篩選,避免混入金屬雜質、砂粒。
2. 模具設計不合理(根源性問題)
常見問題:
澆口 / 流道設計不當(如澆口過小、流道彎曲),導致金屬液填充不均、卷氣;
排氣系統不足(排氣槽深度<0.05mm 或位置不合理),型腔內氣體無法排出,產生氣孔;
模具溫度場不均(如型腔局部溫度過低),金屬液快速冷卻,出現冷隔、澆不足;
脫模斜度不夠(<1°),導致鑄件粘模、拉傷。
應對細節:
采用 “大澆口 + 短流道” 設計,確保金屬液流速均勻(2-5m/s),避免卷氣;
排氣槽深度控制在 0.05-0.1mm,寬度 5-10mm,設置在型腔最后填充位置(如鑄件邊角、厚壁處);
模具預熱溫度控制在 150-200℃(薄壁件 180-200℃,厚壁件 150-180℃),采用電加熱或熱油加熱,確保溫度均勻;
脫模斜度按鑄件材質和表面要求設置(普通表面 1-2°,精密表面 0.5-1°),型腔表面拋光至 Ra≤0.8μm,減少粘模。
3. 設備調試不到位
問題表現:壓鑄機壓力、速度參數設置錯誤,導致金屬液填充過快(產生紊流)或過慢(澆不足);合模力不足,出現飛邊、脹模;頂出機構位置偏差,導致鑄件頂傷、變形。
應對細節:
按鑄件結構調整參數:壓射速度(一速 0.3-0.5m/s,二速 2-5m/s)、壓射比壓(60-120MPa,厚壁件取上限)、保壓時間(1-3s,按鑄件厚度調整);
合模力需大于壓鑄過程中產生的脹模力(通常為鑄件投影面積 × 壓射比壓 ×1.2-1.5),避免飛邊;
調試頂出機構,確保頂針受力均勻(頂針數量按鑄件重量每 5kg 設置 1 根),頂出速度平穩(0.1-0.3m/s)。
二、壓鑄中:成型階段的關鍵細節問題
1. 金屬液溫度控制不當(高頻問題)
問題表現:
溫度過高(>450℃):鋅合金流動性過強,易產生飛邊、粘模、縮孔(金屬液收縮量大),且鑄件晶粒粗大,力學性能下降;
溫度過低(<380℃):流動性差,導致澆不足、冷隔(金屬液在型腔中未完全融合)、夾渣。
應對細節:
鋅合金壓鑄溫度控制在 390-430℃(ZnAl4-1 合金 390-410℃,ZnAl5-1 合金 410-430℃);
熔爐溫度實時監控,采用熱電偶測溫,誤差≤±5℃;金屬液在熔爐中停留時間不超過 4 小時,避免氧化燒損。
2. 填充與保壓工藝不合理
問題表現:
填充速度過快:金屬液在型腔中產生紊流,卷入黨氣和氧化渣,形成氣孔、夾渣;
保壓時間不足:金屬液未完全凝固,產生縮孔、縮松(主要集中在鑄件厚壁處);
壓射比壓不足:鑄件致密度低,力學性能(抗拉強度、硬度)不達標。
應對細節:
采用 “慢 - 快 - 慢” 填充模式:一速(慢)填充流道,二速(快)填充型腔,末速(慢)避免沖擊型腔;
保壓時間按鑄件厚度計算(每 1mm 厚度保壓 0.5-1s),確保鑄件完全凝固;
壓射比壓根據鑄件結構調整:薄壁精密件 80-120MPa,厚壁件 60-80MPa,提升鑄件致密度。
3. 模具潤滑與冷卻不當
問題表現:
脫模劑使用過多:脫模劑揮發產生氣體,形成氣孔;殘留脫模劑導致鑄件表面粘污、光澤度差;
脫模劑選擇不當:使用含硫、氯等有害成分的脫模劑,導致鑄件腐蝕、脆裂;
模具冷卻不均:型腔局部冷卻過快,產生冷隔;冷卻過慢,鑄件凝固時間長,生產效率低,且易粘模。
應對細節:
選用鋅合金專用水性脫模劑(不含硫、氯),噴涂量控制在 0.05-0.1g/cm2,采用霧化噴涂,確保均勻覆蓋型腔;
模具冷卻系統設計:冷卻水道距離型腔表面 15-20mm,水流速度 2-3m/s,進水溫度 20-30℃,出水溫度≤40℃;
厚壁件設置局部冷卻(如冷卻鑲塊、噴水冷卻),避免縮孔縮松;薄壁件適當加快冷卻,提升生產效率。
4. 氧化與夾渣控制不足
問題表現:金屬液在填充過程中氧化,形成氧化渣(ZnO),混入鑄件中形成夾渣,導致鑄件表面粗糙、力學性能下降,甚至報廢。
應對細節:
熔爐中加入覆蓋劑(如石墨粉、氧化鋅),隔絕空氣,減少氧化;
金屬液澆注前撇渣,去除表面氧化渣;流道中設置過濾網(孔徑 0.8-1.2mm),過濾氧化渣;
壓鑄過程中定期清理流道、澆口處的氧化渣,避免堆積混入鑄件。
三、壓鑄后:后處理階段的細節問題
1. 清理與去毛刺不規范
問題表現:
澆口、冒口切除不當:采用暴力敲擊,導致鑄件變形、裂紋;
毛刺清理不徹底:殘留毛刺影響裝配精度,甚至劃傷操作人員;
清理工具不當:使用硬質工具(如鋼絲刷)清理,導致鑄件表面劃傷、氧化。
應對細節:
采用專用切邊模切除澆口、冒口,避免暴力敲擊;
毛刺清理采用手工打磨(砂紙粒度 240-400 目)或機械拋光,確保表面粗糙度 Ra≤1.6μm;
清理后用壓縮空氣吹凈鑄件表面粉塵,避免殘留雜質影響后續加工。
2. 熱處理與表面處理不當
問題表現:
熱處理溫度過高(>250℃):鋅合金易軟化、變形,力學性能下降;
表面處理前未除油除銹:電鍍、噴涂后涂層附著力差,易脫落;
表面處理工藝不當:電鍍時電流過大,導致鑄件腐蝕、脆裂。
應對細節:
鋅合金壓鑄件一般不進行熱處理(如需改善性能,可采用低溫時效處理:150-180℃,2-4 小時);
表面處理前先除油(堿性除油劑,50-60℃,10-15 分鐘)、除銹(弱酸洗液,室溫,3-5 分鐘),再水洗烘干;
選用適配鋅合金的表面處理工藝(如鍍鋅、鍍鉻、噴涂),電鍍電流控制在 1-3A/dm2,避免腐蝕。
3. 質量檢測遺漏
問題表現:未檢測出鑄件內部氣孔、縮孔、裂紋等缺陷,導致產品裝配后失效。
應對細節:
外觀檢測:用肉眼或放大鏡檢查鑄件表面,無氣孔、夾渣、冷隔、飛邊等缺陷;
尺寸檢測:采用卡尺、投影儀、三坐標測量儀,確保尺寸公差符合圖紙要求(一般鋅合金壓鑄件公差等級 CT6-CT8);
內部檢測:對關鍵鑄件采用 X 光探傷、超聲波檢測,確保無內部氣孔、縮孔、裂紋(氣孔直徑≤0.5mm,數量≤3 個 /dm2);
力學性能檢測:抽樣檢測抗拉強度(≥200MPa)、硬度(≥HB80),符合行業標準。