压铸生产中常见缺陷.doc

摘要：主要介绍锌合金压铸生产中常见缺陷；模具被腐蚀；产品表面硬杂点；铸件缩孔等。分析了常见缺陷产生的原因，并提出解决办法及工艺措施。一、前言在锌合金生产中，压铸件的缺陷是复杂多见的，应对的办法和思维，压铸工作者需不断地深入研究，吸收新的信息，不断地探索，提高专业技能和素质，掌握产生铸件缺陷的基础理论知识，用科学的方法分析问题，解决问题。要求高品质、高产量的产品，必需了解和掌握锌合金的性能、模具的设计、压铸工艺、后工序加工处理的细节技术和过程控制。每个工作环节离不开技术的支撑。实践经验的积累与科技的创新。当缺陷出现时，需从实际的工艺检讨和追溯，核对每个工艺的细节步骤，设立有效的控制程序，配置检测设备和工具，以下就锌合金压铸件三个典型案例作有效应对分析。二、压铸模具易被腐蚀锌合金压铸模具是在415-430合金熔液下注入型腔工作状态，型腔的工作恒温最佳为160-180，局部高温易造成产品的缩孔、气孔、内藏气泡，模具受到热冲击而产生腐蚀。因此，模具的先材、热处理、浇口、流道、排气、溢流槽和运水的合理性设计极为重要。分析问题首先从模具的设计开始，流道与浇口的设置流速太快，会引起模具高温冲蚀；充型放射距离太远，会使充型终端区域产生水纹和气孔。流道与浇口的配合，需根据产品的厚薄、形状和复杂程度选择，而模具的温度平衡控制，依据入水的位置、产品厚度的部位的冷却和恒温来决定开设冷却水的位置。总之，引起模具快速腐蚀的主要原因与浇口的速度、流向的设计与冷却水道的布置有密切关系，克服模具腐蚀，延长模具的使用寿命，需做到以下几点：（1）模具的型芯材料的优良先择（2）型芯的热处理质量（3）浇道与浇口的正确设计和设置（4）避免高湿困气（5）冷却水道的合理开设，具有可控性（6）浇道充型、凝固设计合理（7）压铸工艺的参数设定和优化（8）合金熔液温度的控制下面以手机外壳模具腐蚀分析作为案例一进行说明。（1）产品：手机电池壳1）材料：Zamak 32）重量：35g3）壁厚：1.2mm（2）质量要求1）高精度装配尺寸2）外观质量要求轮廓清晰，表面均匀，质感好3）加工位无气孔与电镀后不起泡（3）压铸设备与工艺1）设备：DC882）合金液控制温度：415-4253）工艺参数： 压射时间：0.8s 压射速度：4m/s 压射压力：11MPa 冷却时间：2.4s 储能时间：0.8s 周期时间：0.8s 冷却方式：水冷（4）结果1）浇口前方区域在压铸约50000模次时发现冲蚀现象2）产口前端的中间区域，出现困气起泡现象3）毛坏产品的合格率不足60%（5）原因分析1）浇口的中间部位充型流速过快，合金液冲涮型腔，温度高，造成浇口前方较近区域热腐蚀，产品表面起小凸点。2）由于产品中间部位充型速度过快，产品前方区域（接近溢流槽方向）气体回旋困气，造成有局部高温气体无法全部排出，引起产品有气孔，起泡和热腐蚀。3）由于困气使大量气孔于产品中，导致表面处理工序加热时，气孔中空气膨胀，表皮起泡。（6）改良措施1）针对产品较低的合格率，工程技术与工模相关人员对模具的充型结构做了调整和改动，如图2所示。1）改良部位： 入水方式，从长边开浇口，用分区充填做法。 主流道与分流道设分流三角区。 溢充槽与产品的距离拉远1mm。（7）改良效果1）生产1万模次未发现有冲蚀现象2）毛坯产品合格率达95%以上3）相同的设备，压射的压力和速度作降幅调整，提高了产品合格率，延长了模具使用寿命。（8）小结从产品的长边入水，把分流道和浇口拉长，加上分区多浇口形式进水，避免高速冲刷，缩短充型距离，降低了压射速度，克服高温冲刷；把溢流槽距离拉离产品，克服气体和冷料反弹引起溢流槽气孔现象，平衡模温效果。三、产品抛光后有杂质硬点杂质硬点（也称夹杂）的来源和生成，是锌合金在高湿的环境下合金中的Al成分和铁质的热作件中的Fe成分化合而成；其次来源于水口料多次复用和废品使用杂质化合生成。从实践中得出杂质的来源为。（1）电镀废品回炉料（2）压铸机热作件在高温通道下余料生成（3）水口料多次回炉氧化物生成下面以手机面壳产品抛光后有杂质点分析作为案例二进行说明。（1）产品：手机面壳1）材料：Zamak3 2）压铸设备：DC88压铸机3）压铸合金温度：415-425 4）模具型腔穴数为1件（2）缺陷情况产品在生产2万模次，在抛光检中未检出有夹杂硬质点存在，在之后生产的产品中，抛光后产品发现逐渐于产品溢流槽方向的分型线边延有硬质点。经过仔细观察，硬质点的质量很高，抛光工艺无法除掉，试锉后，有打滑的钢声。（3）原因分析和改良措施1）停止生产，换用全新坩锅、鹅咀身和全新原料再生产，产品生产中未发现有硬质杂物出现；试验证明，全新原料没有存在类似夹杂物，那么它的来源是来自压铸机热作件之中。从坩锅、鹅颈和射咀身这三件热作件当中分析（前提是硬质点的生成是合金中Al成分与钢件中Fe元素在高温的状态下化合而成），这三件工作件中工作温度最高是射咀身，它的身外表面是设定在450-480之间，探温针探测位置距离发热套约有5-8mm。观察发现，设定在450，在够温时，发热套的外观是暗红色的，超过500，射咀射在全新状态下，内孔是光滑不藏料的。再经过一段时间生产，锌合金液在内孔不同程度不同位置有凹孔出现，特别是中间高温部位；由于有凹孔藏料，合金中的铝成分与射咀身腐蚀的铁质成分化合成AlFe化合物，硬质物由此产生。2）除了以上办法外，需控制水口料或二次再生料的干净程度，电镀废品不能回炉使用，因回炉的废品中有镍、铬及氧化物存在，这两样金属难以熔于合金熔液中，会以颗粒存在合金中，因此就有可能混入生产压铸件中，造成抛光后现出硬质点的现象。3）在手机壳加工中，除以下两种方式去避免外，从压铸机的角度看，改变压射比和模具浇口、溢流槽的合理配合，也可以有效消除产品中夹杂的存在，利于充型和排气排渣，达到将杂质和冷料快速充分排到溢流槽中的目的。四、产品产生缩孔缩孔的产生因素是多方面原因引起的，可能的原因有：（1）水口料重熔次数过多（2）废料使用比例过大（3）模具设计不合理，困气、卷气、走料尾端压力和温度不足等（4）生产用料被铅、镉、和镍元素污染（5）模具冷却水设置不合理或使用不当（6）离型剂喷涂量过大藏水，浓度太大造成（7）压铸工艺压力和速度不足（8）模具批锋太大，压力损失，充型不饱满下面以手机电池盖产生缩孔分析作为案例三进行说明。（1）产品：手机壳大号电池盖1）重量60g2）材料：Zamak33）压铸设备：DC88热室压铸机4）产品特征：产品的前方有一条3mm的凹槽（2）缺陷情况在压铸过程中，毛坯产品有不足60%的合格率，主要现象是排冷料口和R斜面水纹和缩孔现象严重。（3）应急改良办法1）如图4所示，从产品的右上方接驳一条弯形流道，开设补充浇口，以解决水纹与缩孔现象。2）原因分析：因产品的面部有一条3mm的凹槽，在型腔中这凹槽给充型带来较大的阻力，压力和速度受阻挡和损失，造成凹槽后面区域充型缓慢、压铸疏松，余留水纹，排气排冷料过慢，引起缩孔。3）从产品右方增加了补充流道后，充型压力、速度和模具温度得到有效补充，从而解决了缩孔难题，提高难度了质量和产量。五、结束语从以上锌合金压铸件的三个疑难问题的应对案例可见，有效地解决问题的关键为：模具的流道、浇口和运水的设置设计的合理性，是有提高产品质量的关键；薄壁产品压铸，充型条件有较高要求，体现在合金熔液的温度控制，热作件的一期检查和更换；水口料的使用比例和重复回炉次数的控制有密切关系。在锌合金压铸中，产品结构的差异，模具设计的技巧有所不同，技术的探讨和成熟设计是实践和不断总结经验中得出的。 偏析分为三种:1.晶内偏析,该情况取决于浇铸时的冷却速度,偏析元素扩散能力和固相线倾斜度等.可以通过退火将偏析消除;2.区域性偏析:在较大范围内化学成分不均匀的现象,退火无法将该情况消除,这种偏析与浇温、浇速等有关；3.比重偏析：合金凝固时析出的初晶与余下的液体存在较大的比重差，最终导致材料出现分层、化学成分不均匀的情况。可采用降低浇温加大冷却速度，加入微量元素形成比重适当等。 第一、锌合金压铸件的电极电位很负，在含有电极电位较正的金属离子的电镀液中，氢和金属离子都能被锌置换出来，影响镀层结合力。它同时属两性金属，在酸性或碱性溶液中均容易发生化学溶解。第二、由于压铸工艺和模具设计的原因，锌合金压铸件表面往往有粗糙不平、冷纹、毛刺、分模线、飞边、缩孔等表面缺陷，并且表层是致密层，内部是疏松多孔结构。因此，必须进行机械清理、磨光和抛光，但不能过度抛磨，以免露出大量内部缺陷，造成电镀困难并影响镀层质量。第三、锌合金压铸以锌铝合金为主，而锌和铝都是性质很活泼的两性金属，均既溶于酸也溶于碱，因此在镀前处理时不能使用强碱除油和强酸浸蚀。此外，锌合金压铸过程中，由于冷却时各元素凝固点不同，表面容易产生偏析，形成富锌相和富铝相。强酸能使富锌相先溶解，强碱能使富铝相先溶解，从而使压铸件表面产生针孔、微气孔等缺陷，并在孔内残留碱液或酸液，在电镀过程中或电镀后与锌发生反应，析出氢气，引起镀层鼓泡、脱皮或镀层不完整等缺陷锌合金压铸件首先应磨去表面的毛刺、分模线、飞边等表面缺陷，而后用布轮抛光使零件获得机械整平和光亮。布轮磨光零件表面时，用ll001400rmin的转速，磨光时要用力均匀，以免损伤基体表面。抛光时，抛光轮直径和转速不宜太高，最大圆周速度不应超过2150rmin，较小或复杂的零件采用11001600rmin的低速，应轻放轻抛，先用黄抛光膏粗抛，再