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鋁合金壓鑄產(chǎn)品鑄造缺陷產(chǎn)生原因及處理辦法

文章出處：新聞資訊責(zé)任編輯：東莞市博望金屬材料有限公司發(fā)表時間：2019-09-20

1、表面鑄造缺陷

1.1 拉傷

(1)特征：

①沿開模方向鑄件表面呈線條狀的拉傷痕跡，有一定深度，嚴(yán)重時為整面拉傷；②金屬液與模具表面粘和，導(dǎo)致鑄件表面缺料。

(2)產(chǎn)生原因：

①模具型腔表面有損傷；②出模方向無斜度或斜度過??；③頂出不平衡；④模具松動：⑤澆鑄溫度過高或過低，模具溫度過高導(dǎo)致合金液粘附；⑥脫模劑使用效果不好：⑦鋁合金成分含鐵量低于O．8％；⑧冷卻時間過長或過短。

(3)處理方法：

①修理模具表面損傷；②修正斜度，提高模具表面光潔度；③調(diào)整頂桿，使頂出力平衡；④緊固模具；⑤控制合理的澆鑄溫度和模具溫度1 80-250。；⑥更換脫模劑：⑦調(diào)整鋁合金含鐵量；⑧調(diào)整冷卻時間；⑨修改內(nèi)澆口，改變鋁液方向。

1.2 氣泡

(1)特征：

鑄件表面有米粒大小的隆起表皮下形成的空洞.

(2)產(chǎn)生原因

①合金液在壓室充滿度過低，易產(chǎn)生卷氣，壓射速度過高；②模具排氣不良；③熔液未除氣，熔煉溫度過高；④模溫過高，金屬凝固時間不夠，強(qiáng)度不夠，而過早開模頂出鑄件，受壓氣體膨脹起來；⑤脫模劑太多；⑥內(nèi)澆口開設(shè)不良，充填方向交接。

(3)處理方法

①改小壓室直徑，提高金屬液充滿度；②延長壓射時間，降低第一階段壓射速度，改變低速與高速壓射切換點；③降低模溫，保持熱平衡；④增設(shè)排氣槽、溢流槽，充分排氣，及時清除排氣槽上的油污、廢料；⑤調(diào)整熔煉工藝，進(jìn)行除氣處理；⑥留模時間適當(dāng)延長：⑦減少脫模劑用量。

1.3 裂紋

(1)特征：

①鑄件表面有呈直線狀或波浪形的紋路，狹小而長，在外力作用下有發(fā)展趨勢；②冷裂隙開裂處金屬沒被氧化；③熱裂一開裂處金屬已被氧化。

(2)產(chǎn)生原因：

①合金中鐵含量過高或硅含量過高；②合釜有害雜質(zhì)的含量過高，降低了合金的塑性；③鋁硅銅合金含鋅量過高或含銅量過低；④模具，特別是模腔整體溫度太低；⑤鑄件壁厚、薄存有劇烈變化之處收縮受阻，尖角位形成應(yīng)力；⑥留模時間過長，應(yīng)力大；⑦頂出時受力不均勻。

(3)處理方法：

①正確控制合金成分，在某些情況下可在合金中加純鋁錠以降低合金中含鎂量或鋁合金中加鋁硅中間合金以提高硅含量；②改變鑄件結(jié)構(gòu)，加角，改變出模斜度，減少壁厚差；③變更或增加頂出位置，使頂出受力均勻；④縮短開模及抽芯時間提高模溫，保持模具熱平衡。

1.4 變形

(1)特征：

①整體變形或局部變形；②壓鑄件幾何形狀圖紙不符。

(2)產(chǎn)生原因：

①鑄件結(jié)構(gòu)不良；②開模過早，鑄件剛性不夠③頂桿設(shè)置不當(dāng)，頂出時受力不均；④進(jìn)澆口位當(dāng)或澆口厚度太厚，切除澆口時容易變形；⑤由具局部表面粗糙造成阻力大，產(chǎn)品頂出時變形；于模具局部溫度過高，產(chǎn)品未完全固化，頂出時力大，引起產(chǎn)品變形。

(3)處理辦法：

①改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)；②合理調(diào)整保壓和開模日③合理設(shè)置頂出位置及頂桿數(shù)量，最好用4根，開闊的地方；④改變澆口位置，使?jié)部谟幸粋€點，減小澆口厚度，以能保證產(chǎn)品的鑄造質(zhì)量為準(zhǔn)這樣切除澆口時產(chǎn)品就不容易變形；⑤加強(qiáng)模面處理，減少脫模阻力；⑥對局部模具溫度進(jìn)行虧控制，保持模具熱平衡。

1.5 流痕、花紋

(1)特征：

鑄件表面上有與金屬液流動方向一致的條紋有明顯可見的與金屬基體顏色不一樣的無方向性的紋路，無發(fā)展趨勢。

(2)產(chǎn)生原因：

①首先進(jìn)入型腔的金屬液形成一個極薄的而又不完全的金屬層后，被后來的金屬液所彌補(bǔ)而留下的痕跡；②模溫過低，模溫不均勻：③內(nèi)澆道截面積過小及位置不當(dāng)產(chǎn)生噴濺；④作用于金屬液的壓力不足；⑤花紋：涂料用量過多。

(3)處理方法：

①提高金屬液溫度620％～650℃；②提高模溫，保持200~C~250"(2的熱平衡；⑧加厚內(nèi)澆道截面積改變進(jìn)口位置；④調(diào)整充填速度及壓射時間行程長度；⑤選用合適的涂料及調(diào)整對比濃度用量。

1.6 冷隔

(1)特征

壓鑄件表面有明顯的、不規(guī)則的、下陷線性紋路(有穿透與不穿透兩種)形狀細(xì)小而狹長，有的交接邊緣光滑，在外力作用下有發(fā)展的可能。

(2)產(chǎn)生原因：

①兩股金屬流相互對接，但未完全熔合而又無夾雜存在其間，兩股金屬結(jié)合力很薄弱；②澆注溫度或壓鑄模溫度偏低；③選擇合金不當(dāng)，流動性差；④澆道位置不對或流路過長；⑤填充速度低，壓射比壓低。

(3)處理方法：

①適當(dāng)提高澆注溫度和模具溫度；②提高壓射比壓，縮短填充時間；③提高壓射速度，同時加大內(nèi)澆口截面積；④改善排氣、填充條件；⑤正確選用合金，提高合金流動性。

1.7 變色、斑點

(1)特征：

鑄件表面上呈現(xiàn)出不同的顏色及斑點。

(2)產(chǎn)生原因：

①不合適的脫模劑；②脫模劑用量過多，局部堆積；③含有石墨的潤滑劑中的石墨落入鑄件表層；④模溫過低，金屬液溫度過低導(dǎo)致不規(guī)則的凝固引起。

(3)處理方法：

①更換優(yōu)質(zhì)脫模劑；②嚴(yán)格噴涂量及噴涂操作；③控制模溫，保持熱平衡；④控制金屬液溫度。

1.8 網(wǎng)狀毛翅

(1)特征：

壓鑄件表面上有網(wǎng)狀發(fā)絲一樣凸起或凹陷的痕跡，隨壓鑄次數(shù)增加而不斷擴(kuò)大和延伸。

(2)產(chǎn)生原因：

①壓鑄模型腔表面龜裂；②壓鑄模材質(zhì)不當(dāng)或熱處理工藝不正確；③壓鑄模冷熱溫差變化大；④澆注溫度過高；⑤壓鑄模預(yù)熱不足；⑥型腔表面粗糙。

(3)處理方法：

①正確選用壓鑄模具材料及熱處理工藝；②澆注溫度不宜過高，尤其是高熔點合金；③模具預(yù)熱要充分；④模具完成制造后進(jìn)行低溫長時效處理或?qū)Ρ砻孢M(jìn)行化學(xué)氧化處理；⑤打磨成型部分表面，減少表面粗糙度Ra值，Ra0．8～Ra0．4；⑥合理選擇模具冷卻方法；⑦避免對模具表面的強(qiáng)冷卻。

1.9 表面凹陷

(1)特征：

鑄件平滑表面上出現(xiàn)凹陷部位。

(2)產(chǎn)生原因：

①鑄件壁厚相差太大，凹陷多產(chǎn)生在厚壁處；②模具局部過熱，過熱部分凝固慢；③壓射比壓低；④由模具高溫引起型腔氣體排不出，被壓縮在型腔表面與金屬液界面之間。

(3)處理方法：

①鑄件壁厚設(shè)計盡量均勻；②模具局部冷卻調(diào)整；③提高壓射比壓；④改善型腔排氣條件。

1.10 欠鑄

(1)特征：

鑄件表面有澆不足部位；輪廓不清。

(2)產(chǎn)生原因：

①流動性差原因；②合金液吸氣、氧化夾雜物，含鐵量高，使其質(zhì)量差而降低流動性；③澆注溫度低或模溫低；④充填條件不良；⑤比壓過低；⑥卷入氣體過多，型腔的背壓變高，充型受阻；⑦操作不良，噴涂料過度，涂料堆積，氣體揮發(fā)不掉。

(3)處理方法：

①提高合金液質(zhì)量；②提高澆注溫度或模具溫度；③提高比壓、充填速度；④改善澆注系統(tǒng)金屬液的導(dǎo)流方式，在欠鑄部位加開溢流槽、排氣槽；⑤檢查壓鑄機(jī)能力是否足夠。

1.11 毛刺飛邊

(1)特征：

壓鑄件在分型面邊緣上出現(xiàn)金屬薄片。

(2)產(chǎn)生原因：

①鎖模不夠；②壓射速度過高，形成壓力沖擊峰過高；③分型面上雜物未清理干凈；④模具強(qiáng)度不夠造成變形；⑤鑲塊、滑塊磨損與分型不平齊。

(3)處理方法：

①檢查合模力和增壓情況，調(diào)整壓鑄工藝參數(shù)；②清潔型腔及分型面；③修整模具；④最好是采用閉合壓射結(jié)束時間控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)無飛邊壓鑄.。

2、壓鑄件內(nèi)部缺陷

2.1 氣孔

(1)特征及檢查方法：

解剖后外觀檢查或探傷檢查，氣孔具有光滑的表面、形狀為圓形。

(2)產(chǎn)生原因：

①合金液導(dǎo)入方向不合理或金屬液流動速度太高，產(chǎn)生噴射；②過早堵住排氣道或正面沖擊型壁而形成漩渦包住空氣，這種氣孔多產(chǎn)生于排氣不良或深腔處；③由于爐料不干凈或熔煉溫度過高，使金屬液中較多的氣體沒除凈，在凝固時析出，沒能充分排出；④涂料發(fā)氣量大或使用過多，在澆注前未澆凈，使氣體卷入鑄件，這種氣體多呈暗灰色表面；高速切換點不對。

(3)處理方法：

①采用干凈爐料，控制熔煉溫度，進(jìn)行排氣處理；②選擇合理工藝參數(shù)、壓射速度、高速切換點；③引導(dǎo)金屬液壓力平衡，有序充填型腔，有利氣體排出；④排氣槽、溢流槽要有足夠的排氣能力；⑤選擇發(fā)氣量小的涂料及控制排氣量。

2.2 縮孔、縮松

(1)特征及檢查方法：

①解剖或探傷檢查，孔洞形狀不規(guī)則、不光滑、表面呈暗色；②大而集中為縮孔小而分散為縮松。

(2)產(chǎn)生原因：

①鑄件在凝固過程中，因產(chǎn)生收縮而得不到金屬補(bǔ)償而造成孔穴；②澆注溫度過高，模溫梯度分布不合理；③壓射比壓低，增壓壓力過低；④內(nèi)澆口較薄、面積過小，過早凝固，不利于壓力傳遞和金屬液補(bǔ)縮；⑤鑄件結(jié)構(gòu)上有熱節(jié)部位或截面變化劇烈；⑥金屬液澆注量偏小，余料太薄，起不到補(bǔ)縮作用。

(3)處理方法：

①降低澆注溫度，減少收縮量；②提高壓射比壓及增壓壓力，提高致密性；③修改內(nèi)澆口，使壓力更好傳遞，有利于液態(tài)金屬補(bǔ)縮作用；④改變鑄件結(jié)構(gòu)，消除金屬積聚部位，壁厚盡可能均勻；⑤加快厚大部位冷卻；⑥加厚料柄15～30mm，增加補(bǔ)縮的效果。

2.3 夾雜

(1)特征及檢查方法：

混入壓鑄件內(nèi)的金屬或非金屬雜質(zhì)，加工后可看到狀態(tài)不規(guī)則，大小、顏色、高度不同的點或孔洞。

(2)產(chǎn)生原因：

①爐料不潔凈，回爐料太多；②合金液未精煉；③用勺取液澆注時帶入熔渣；④石墨坩堝或涂料中含有石墨脫落混入金屬液中；⑤保溫時溫度高，持續(xù)時間長。

(3)處理方法：

①使用清潔的合金料，特別是回爐料上臟物必須清理干凈；②合金熔液須精煉除氣，將熔渣清干凈；③用勺取液澆注時，仔細(xì)撥開液面，避免混入熔渣和氧化皮；④清理型腔、壓室；⑤控制保溫溫度和減少保溫時間。

2.4 脆性

(1)特征及檢查方法：

鑄件基體金屬晶粒過于粗大或極小，使鑄件易斷裂或碰碎。

(2)產(chǎn)生原因：

①鋁合金中雜質(zhì)鋅、鐵、鉛、錫超過規(guī)定范圍；②合金液過熱或保溫時間過長，導(dǎo)致晶粒粗大；③激烈過冷，使晶粒過細(xì)。

(3)處理方法：

①嚴(yán)格控制金屬中雜質(zhì)成分；②控制熔煉工藝，降低澆注溫度；③提高模具溫度。

2.5 滲漏

(1)特征及檢查方法：

壓鑄件經(jīng)耐壓試驗，產(chǎn)生漏氣、滲水。

(2)產(chǎn)生原因：

①壓力不足，基體組織致密度差；②內(nèi)部缺陷引起，如氣孔、縮孔、渣孔、裂紋、縮松、冷隔、花紋；

③澆注和排氣系統(tǒng)設(shè)計不良；④壓鑄沖頭磨損，壓射不穩(wěn)定。

(3)處理方法：

①提高比壓；②針對內(nèi)部缺陷采取相應(yīng)措施；③改進(jìn)澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)；④進(jìn)行浸滲處理，彌補(bǔ)缺陷；⑤更換壓室、沖頭。

2.6 非金屬硬點

(1)特征及檢查方法：

機(jī)械加工過程或加工后外觀檢查或金相檢查發(fā)現(xiàn)鑄件上有硬度高于金屬基體的細(xì)小質(zhì)點或塊狀物使刀具磨損嚴(yán)重，加工后常常顯示出不同的亮度。

(2)產(chǎn)生原因：

①非金屬硬點；②混入了合金液表面的氧化物；③鋁合金與爐襯的反應(yīng)物；④金屬料潛入異物；⑤夾雜物。

(3)處理方法：

①鑄造時不要把合金液表面的氧化物舀入勺內(nèi)；②清除鐵坩堝表面的氧化物后，再上涂料。及時清理爐壁，爐底的殘渣；③清除勺子等工具上的氧化物；④使用與鋁不產(chǎn)生反應(yīng)的爐襯材料；⑤純凈金屬料。

2.7 金屬硬點

(1)特征及檢查方法：

(2)產(chǎn)生原因：

①金屬硬點混入了未熔解的硅元素；②初晶硅：鋁液溫度較低，停放時間較長，③FE、MN元素偏析，產(chǎn)生金屬間化合物。

(3)處理方法：

①熔煉鋁硅合金時，不要使用硅元素粉未；②高速合金成分時，不要直接加入硅元素，必須采用中間合金；③提高熔化溫度、澆注溫度；④控制合金成分，特別是FE雜質(zhì)量；避免FE、MN等元素偏析；⑤合金中含Si量不宜接近或超過共晶成分；⑥對原材料控制基體金相組織中的初晶硅數(shù)量。

3、缺陷產(chǎn)生的影響因素

3.1 壓鑄件常見缺陷及影響因素，見表1

3.2 解決缺陷的思路

由于每一種缺陷的產(chǎn)生原因來自多個不同的影響因素，因此在實際生產(chǎn)中要解決問題，面對眾多原因到底是先調(diào)機(jī)？或是先修模具？建議按難易程度，先簡后復(fù)雜去處理，其次序：

(1)清理分型面、清理型腔、清理頂桿；改變涂料、改善噴涂工藝；增大鎖模力；增加澆注金屬量；這些是靠簡單操作即可實施的措施。

(2)調(diào)整工藝參數(shù)、壓射力、壓射速度、充型時間、開模時間、澆注溫度、模具溫度等。

(3)換料，選擇質(zhì)優(yōu)的合金錠，改變新料與回爐料的比例，改進(jìn)熔煉工藝。

(4)修改模具、修改澆注系統(tǒng)、增加內(nèi)澆口、增設(shè)溢流槽、排氣槽等。

3.3 例如壓鑄件產(chǎn)生飛邊的原因

(1)壓鑄機(jī)問題：鎖模力調(diào)整不對。

(2)工藝問題：壓射速度過高，形成壓力沖擊峰過高。

(3)模具問題：變形、分型面上雜物，鑲塊、滑塊有磨損不平齊，模板強(qiáng)度不夠。

(4)解決飛邊的措施順序：→清理分型面→提高鎖模力→調(diào)整工藝參數(shù)→修復(fù)模具磨損部位→提高模具剛性度。從易到難，每做一步改進(jìn)，先檢驗其效果，不行再進(jìn)行第二步。

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