压铸产品质量缺陷分析及解决对策

压铸产品质量缺陷分析及解决对策龚春2011-09-30第一页，共六十六页。

压铸产品质量缺陷分析及解决对策

分类：

冷隔、拉伤、裂纹、变形、花纹、斑点、网状毛刺、凹陷、欠铸、夹皮（外观类）

气孔、缩孔、气泡、夹杂（内在组织缺陷）等

第二页，共六十六页。压铸件缺陷产生的机理

压铸件在高温、高速、高压条件下成形，在理想条件下，压铸充型过程大致可分为三个阶段Ⅲ。第一阶段是合金液被压射人型腔，直接冲击到对面型腔，并沿边壁向各个方向迅速扩展生成壳体；第二阶段是随后进入型腔的合金液继续沉积充满型腔；第三阶段是型腔内的合金液在高压下压实冷却。但实际情况表明，由于压铸件的几何形状千差万别、合金液在型腔不同部位温度和粘度的变化等因素的影响，使得实际的充型过程比理想状态下的三阶段充填过程复杂得多，型腔的充填过程其实包含着热力学和流体力学的复合，并随充填过程中温度、速度、压力的变化呈非常复杂的流态在合金液被压射入型腔直接冲击对面型腔并沿边壁向各个方向迅速扩展生成壳体的过程中，存在有飞溅、涡流、裹气现象，若浇注系统设计不当、压射速度选用过大，这一现象还会加重。压铸件的几何形状越复杂，充型过程中合金液流相互碰撞的机会就越多，型腔内残留的气体就越多，合金液温度降低得就越多。这些残留的气体留在压铸件内就形成了气孔类缺陷，而温度较低的合金液流在交汇处就形成了成形类缺陷。

第三页，共六十六页。

压铸件缺陷的控制措施

1成形类缺陷

成形类缺陷主要发生在压铸件表面，大多可以目测看出。欠铸和边角不清等缺陷与充填速度有关；流痕多出现在浇口附近，除了与层流效应有关外，还和压铸模的温度有关；麻面、冷隔等缺陷主要是由合金液温度过低而造成的，易出现在远离浇口的涡流区和两股合金液流的交汇处，当改变浇口或提高合金液的温度后就会消除。控制这类缺陷，除了要注意浇注系统的设计外，更重要的是要选择合适的压铸工艺方法。目前常用的压铸工艺方法有低温高速压铸法、高温低速压铸法和低温低速压铸法等。低温浇注可减少合金液的烧损和炉具烧蚀，高速压射可获得高质量的铸件表面，因此低温高速压铸法在铜合金、铝合金的薄壁件生产中优点明显；高温低速压铸法主要用于壁厚中等、易冲击型芯而又充填不良的压铸件上，较高的温度可满足成形要求，较低的充型速度可降低合金液流对型芯的冲击趋势；厚壁件的主要矛盾是气孔和保压补缩，常选用低温低速压铸法。

第四页，共六十六页。2脱模类缺陷

拉伤、变形等是常见的脱模类缺陷。在脱模斜度一定时，合金液流的高速冲击会使型腔表面局部因过热而发生粘模，而非粘模性的脱模变形、裂纹等缺陷，则是由推出机构的推出力不均匀、合金液温度较高、压铸件留模时间较长等因素所致。如脱模后压铸件的表面有明显的拉伤痕迹甚至发生变形，则应适当增大压铸件的脱模斜度或涂刷防粘蜡。

为了控制这类缺陷，除了要确保推出机构的推出力分布均匀外，在进行浇口设计时还要特别注意合金液流进入型腔时的导向，尽量避免合金液流正面冲击型面和型芯，同时要选用适当的压铸工艺参数和稍长的铸件留模时间。

第五页，共六十六页。3气孔类缺陷

气孔类缺陷是压铸件最常见的一类缺陷，在薄壁件上主要表现为表面气泡和不可见的微孔，当对压铸件进行抛光、涂镀时，会引起涂镀层起泡；在厚壁件上主要表现为深部气孔，严重时会有疏松、缩孔现象存在。产生气孔类缺陷的原因很多，其中最主要的是充型时的排气不畅和裹气。控制和预防这类缺陷时，主要是要保证压铸模排气系统合理、畅通，消除或减少充填型腔时多股合金液流的相互撞击。

为此应注意以下几点：

(1)目前各种设计资料推荐的内浇口设计公式很多，但计算出的浇口截面均为近似值。在进行内浇口设计时，一定要据实际经验留足修模量，以便于试模后修正。经验证明，内浇口面积较大时，有利于保证压力的传递，便于通过压射速度的调整进行工艺性补偿。

(2)保证压铸模排溢系统合理、畅通。

(3)选用压铸工艺参数时，在满足成形工艺的前提下，应尽量采用较低的浇注温度、压射速度及压射比压。

(4)压铸涂料应厚度适中、厚薄均匀。

第六页，共六十六页。4金相类缺陷

金相类缺陷往往表现为压铸件内部组织结晶粗大、金属性硬点和非金属性硬点等。对于结晶性缺陷而言，铝硅系合金可采用变质处理工艺解决，其它合金则主要是靠控制合金的熔炼温度和保温时间。金属性硬点的来源主要是未熔透的合金、回炉料中的铁屑等，非金属性硬点的来源主要有回炉料中的砂子、炉具涂料等。控制这类缺陷主要是要保证购人的原材料成分合格，在熔炼过程中要严格执行操作规程，控制化学成分的变化，同时加强对回炉料的管理，严禁混入杂质。

第七页，共六十六页。

拉伤

第八页，共六十六页。

110顶盖粘铝引起的拉伤第九页，共六十六页。

X01918上的粘铝引起的拉伤第十页，共六十六页。

MA离壳表面拉伤第十一页，共六十六页。

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（粘铝拉伤)，以致铸件表面多肉或缺肉。

产生的原因：

1、型腔表面有损伤、凹坑

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，喷涂不好

6、

铝合金成分含铁量低于0.6%

7、

冷却时间过长或过短

改进措施

1、修理模具表面损伤处，修正斜度，600细油石顺磨提高光洁度0.4

2、

调整或更换顶杆，使顶出力平衡

3、

更换离型剂或加浓，改变喷涂角度特别是浇口直冲部位，比如Y43油底壳、0627机盒、130右箱体等。

4、

调整合金含铁量，适当增加

5、

控制合适的浇注温度，控制模具温度，因为水基涂料成膜在170-350℃

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

7、调整工艺参数：降低快压流量、降低压射力，能压好件的前提下，压力温度越低越好

第十二页，共六十六页。

冷隔

第十三页，共六十六页。X001178上的冷隔第十四页，共六十六页。EW10进气表面冷隔第十五页，共六十六页。

冷隔：

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

；

两股金属流相互对接，但未完全熔合而又无夹杂存在其间，两股金属流结合力很薄弱;低温合金液对接处未融合的不规则缝隙

产生的原因：

1、浇注温度或压铸模温度偏低

2、

选择合金不当，流动性差

3、浇道位置不对或流路过长(D72)

4、

充填速度低

5、压射比压低

改进措施

1、适当提高浇注温度和模具温度

2.提高压射比压，缩短充填时间

3.提高压射速度，同时加大内浇口截面积

4.改善排气、排渣、充填条件

5.正确选用合金，提高合金流动性。

6、涂料浓度加大减少喷涂时间。

第十六页，共六十六页。

裂纹

第十七页，共六十六页。T53离壳U形处的裂纹第十八页，共六十六页。离壳3#孔外形上有裂纹第十九页，共六十六页。

裂纹：

1.铸件表面有呈直线状或波浪形的纹路，狭小而长，在外力作用下有发展趋势

2.冷裂－开裂处金属没有被氧化

3.热裂－开裂处金属已经被氧化

产生的原因：

1.合金中含铁量过高或硅含量过低

2.合金中有害杂质的含量过高，降低了合金的可塑性

3.铝硅合金：铝硅铜合金含锌或含铜量过高；铝镁合金中含镁量过多

4.模具：特别是型芯温度太低

5.铸件壁存有剧烈变之处，收缩受阻，尖角位形成应力

6.留模时间过长，应力大

7.顶出时受力不均匀

改进措施

1.正确控制合金成分，在某种情况下可在合金中加纯铝锭以降低合

金中含镁量；或在合金中加铝硅中间合金以提高硅含量，-1比-6好

2.改变铸件结构，加大圆角，加大出模斜度，减少壁厚差

3.变更或增加顶出位置，使顶出受力均匀平稳，更换已断推杆

4.缩短开模及抽芯时间

5.提高模温，保持模温稳定

6、滑块抽出时平稳，不摆动

第二十页，共六十六页。

变形

第二十一页，共六十六页。201机体上方把手处的变形第二十二页，共六十六页。1851盖子变形第二十三页，共六十六页。TU5JP4进排气凸轮轴罩盖变形问题的解决方案在压铸过程发现TU5JP4进排气凸轮轴罩盖变形平面度不符合工艺要求时处置办法如下：1、立即对压铸模进行抛光处理，尽可能消除拉伤，特别是有倒拔处（动模上内腔4个角处）；2、同时对自动喷涂进行调整，并对生产出来的铸件进行验证。3、检查模具压板是否松动、动模套板与模脚是否松动，有立即紧固。4、检查压铸机上的推杆是否齐平，保证长度公差在0.3mm内。5、看压铸模上推杆是否有断的，有立即更换。6、检查静模上（见附图箭头指的型芯孔）浇口直冲型芯是否有倒拔（型芯中间有凹陷），有立即更换该型芯同时对压铸模冷却水进行检修。7、对已经生产出来的产品由压铸工负责进行100%的分选，平面度合格利用，不合格的报废第二十四页，共六十六页。TU5JP4进排气浇口直冲型芯有被冲凹陷的立即进行更换以减少变形第二十五页，共六十六页。上模时压铸机上的4根推杆一定要长度一样，公差在0.5mm内，以保证顶出平稳第二十六页，共六十六页。开模后静模弹簧推杆没有出来，说明已经卡死不起作用了，需修模第二十七页，共六十六页。DUG:977机框下抽芯第二十八页，共六十六页。

变形：

1.铸件几何形状与图纸不符

2.整体变形或局部变形

产生的原因：

1.铸件结构设计不良，引起不均匀收缩

2.开模过早，铸件刚性不够

3.顶杆设置不当，顶出时受力不均匀

4.切除浇口方法不当

5.由于模具表面粗糙造成举报阻力大而引起顶出时变形

改进措施（检查分析判断是开模变形还是顶出变形\收缩变形）

1.改进铸件结构，比如机体人为增加倒拔，倒钩平衡包紧力，人为增加渣包等。

2.调整开模时间

3.合理设置顶杆位置及数量，有必要加6根推杆

4.选择合适的切除浇口方法比如热切边

5.加强模具型腔表面抛光0.4，减少脱模阻力

6、上模时推杆配平

7、更换断推杆

8、检查有无倒拔，及时消除

第二十九页，共六十六页。

花纹、流痕

第三十页，共六十六页。221机体上方流痕、花纹第三十一页，共六十六页。

花纹、流痕：

1.铸件表面上有与金属液流动方向一致的条纹，有明显可见的与金属体颜色不一样的无方向性的纹路，无发展趋势

产生的原因：

1.首先进入型腔的金属液形成一个极薄的而又不完全的金属层后，被后来的金属液所弥补而留下的痕迹

2.模温过低，模温不均匀

3.内浇道截面积过小及位置不当产生喷溅

4.作用于金属液的压力不足

5.花纹：涂料用量过多

改进措施

1.提高金属液温度

2.提高模温

3.调整内浇道截面积或位置

4.调整充填速度及压力

5.选用合适的涂料及调整用量

6、改善排渣排气

第三十二页，共六十六页。

网状毛刺：

第三十三页，共六十六页。铃木YN5左箱静模表面上的网状龟裂毛刺第三十四页，共六十六页。

网状毛刺：

1.压铸件表面上有网状发丝一样凸起或凹陷的痕迹，随压铸次数增加而不断扩大和延伸

产生的原因：

1.压铸模型腔表面龟裂

2.压铸模材质不当或热处理工艺不正确

3.压铸模冷热温差变化大

4.浇注温度过高

5.压铸模预热不足

6.型腔表面粗糙

改进措施

1.正确选用压铸模材料及热处理工艺

2.浇注温度不易过高，尤其是高熔点合金

3.模具预热要充分

4.压铸模要定期或压铸一定次数后退火，消除内应力

5.打磨成型部分表面，减少表面粗糙度

6.合理选择模具冷却方法，必须使用冷却水，以延长模具寿命减缓龟裂的发展

第三十五页，共六十六页。326D22上的色斑第三十六页，共六十六页。QD1217驱动盖表面上有霉斑第三十七页，共六十六页。

斑点、变色：

1.铸件表面呈现出不同的颜色及斑点

产生的原因：

1.不合适的脱模剂

2.脱模剂用量过多，局部堆积

3.含有石墨的润滑剂中的石墨落入铸件表层

4.模温过低，金属液温度过低导致不规则的凝固引起

改进措施

1.更换优质脱模剂

2.严格喷涂量及喷涂操作

3.控制模温

4.控制金属液温度

第三十八页，共六十六页。

凹陷：

第三十九页，共六十六页。DUG盖子在上滑块厚大部位有因收缩导致的凹陷第四十页，共六十六页。EW10进气因局部凹陷导致机加后有黑皮第四十一页，共六十六页。

凹陷：

1、

铸件平滑表面上出现凹陷部位1851盖子

产生的原因：

1.铸件壁厚相差太大，凹陷多产生在厚壁处

2.模具局部过热，过热部分凝固慢

3.压射比压低

4.由憋气引起型腔气体排不出，被压缩在型腔表面与金属液界面之间

改进措施

2.铸件壁厚设计尽量均匀

3.模具局部冷却调整,厚大部位先冷却

4.提高压射比压

5.改善型腔排气排渣条件

6、保证余料饼厚度≧20mm。

7、增压时间≧4s

第四十二页，共六十六页。

欠铸：

第四十三页，共六十六页。326D22浇口部位的欠铸第四十四页，共六十六页。

欠铸：

1、

铸件表面有浇不足部位,铸件形状不完整。

产生的原因：

1、

流动性差原因：

1)合金液吸气、氧化夹杂物，含铁量高，使其质量差而降低流动性

2)浇注温度低或模温低

2、

充填条件不良：

1)比压过低

2)卷入气体过多，型腔的背压变高，充型受阻

3、操作不良，喷涂料过度，涂料堆积，气体挥发不掉

改进措施

1、

提高合金液质量

2、

提高浇注温度或模具温度

3、

提高比压、充填速度

4、

改善浇注系统金属液的导流方式，在欠铸部位加开溢流槽、排气槽

5、

检查压铸机能力是否足够

第四十五页，共六十六页。夹皮：

第四十六页，共六十六页。MA离壳75#孔处夹皮第四十七页，共六十六页。A260050右支架抽芯孔口部夹皮第四十八页，共六十六页。夹皮：

铸件表面有一道缝隙，深度不一，长短不一。

产生的原因：

1、压铸模滑块配合间隙大。2、抽芯与抽芯孔配合间隙大。3、推杆与推杆孔配合间隙大。4、渣包进水口处因推杆断，渣包带不出来。5、分型面上粘飞皮卡入铸件内。

改进措施

1、合型修模，减小滑块配合间隙≤0.2mm。2、合型修模，减小抽芯配合间隙≤0.15mm。3、合型修模，减小推杆配合间隙≤0.15mm。4、更换推杆，渣包必须每件出模。5、及时清除分型面上的飞皮。6、增加易清除的形状。7、检修压铸机或模具保证压射时不跑铝水。

第四十九页，共六十六页。

气孔

第五十页，共六十六页。青山产品MF514A01右箱体大平面机加后有气孔第五十一页，共六十六页。油底壳为了解决气孔，增设的渣包以及排气槽第五十二页，共六十六页。增加三个渣包第五十三页，共六十六页。

气孔：铃木小件

1.解剖后外观检测或探伤检查，气孔具有光滑的表面、形状为圆形

产生的原因：

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壁而形成漩涡包住空气，这种气孔多产生排气不良或深腔处

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，在浇注前未浇净，使气体卷入铸件，这种气孔多呈暗灰色表面

4.高速切换点不对

，压力偏低，流量开度偏小。

改进措施（前提:压射时不跑铝水）

1.采用干净炉料，控制熔炼温度，进行除气处理。

2.选择合理工艺参数、压射速度、高速切换点，储能压力、压射力、流量开度等

3.引导金属液平衡，有序充填型腔，有利气体排出，有必要改进浇道

4.排气槽、溢流槽要有足够的排气能力，必要时增加、加大渣包及排气槽

5.选择发气量小的涂料及控制排气量

第五十四页，共六十六页。

缩孔：

第五十五页，共六十六页。201机体波导孔内的缩孔，尤其3型5型第五十六页，共六十六页。

缩孔：201机体

1.解剖或探伤检查，空洞形状不规则、不光滑、表面呈暗色

2.大而集中为缩孔小而分散为缩松

产生的原因：

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积变化剧烈

6.金属液浇注量偏小，余料太薄，起不到补缩作用

改进措施

1.降低浇注温度，较少收缩量

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，消除铸件积聚部位，壁厚尽可能均匀

5.加快厚大部位冷却

6.加厚料柄，增加补缩效果

第五十七页，共六十六页。

气泡：

第五十八页，共六十六页。A260051上的气泡第五十九页，共六十六页。

气泡：Y43油底壳

铸件表面有米粒大小的隆起表皮下形成的空洞

产生的原因：

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、

溶液未除气，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

改进措施

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

第六十页，共六十六页。

硬质点：TU5JP4泵体

机械加工过程或加工后外观检查或金相检查：铸件上有硬度高于金属基体的细小质点或块状物使刀具磨损严重，加工后常常显示出不同的亮度

产生的原因：

1.非金属硬点：

1)混入了合金液表面的氧化物

2)铝合金与炉衬的反应物

3)金属料混入异物

4)夹杂物

改进措施

1)铸造时不要把合金液表面的氧化物舀入勺内

2)清除铁坩锅表面的氧化物后，再上涂料。及时清理炉壁，炉底的残渣

3)清除勺子等工具上的氧化物

4)使用与铝不产生反应的炉衬材料

5)金属料干净、纯净

第六十一页，共六十六页。

硬质点：

机械加工过程或加工后外观检查或金相检查：铸件上有硬度高于金属基体的细小质点或块状物使刀具磨损严重，加工后常常显示出不同的亮度

产生的原因：

2．金属硬点：

1)混入了未熔解的硅元素

2)初晶硅

3)铝液温度较低，停放时间较长，铁、锰元素偏析，产生金属简化合物

改进措施

2．1．熔炼铝硅合金时，不