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1、压铸件的缺陷及产生的原因压铸生产中遇到的质量问题很多,其原因也是多方面。生产中必须对产生的质量问题作出正确的判 断。找出真正的原因,才能提出相应切实可行的有效的改进措施,以便不断提高铸件质量。压铸件生产所出现的质量问题中,有关缺陷方面的特征、产生的原因(包括改进措施)分别叙述于 后。一、欠铸压铸件成形过程中,某些部位填充不完整,称为欠铸。当欠铸的部位严重时,可以作为铸件的形状 不符合图纸要求来看待。通常对于欠铸是不允许存在的。造成欠铸的原因有:1)填充条件不良,欠铸部位呈不规则的冷凝金属0当压力不足、不够、流动前沿的金属凝固过早,造成转角、深凹、薄壁(甚至薄于平均壁厚)、柱形孔壁等部位产生欠铸
2、。0模具温度过低0合金浇入温度过低0内浇口位置不好,形成大的流动阻力2)气体阻碍,欠铸部位表面光滑,但形状不规则0难以开设排溢系统的部位,气体积聚0熔融金属的流动时,湍流剧烈,包卷气体3)模具型腔有残留物0涂料的用量或喷涂方法不当,造成局部的涂料沉积0 成型零件的镶拼缝隙过大,或滑动配合间隙过大,填充时窜入金属,铸件脱出后,并未能被 完全带出而呈现片状夹在缝隙上。当之种片状的金属(金属片,其厚度即为缝隙的大小)又凸于周围型面 较多,便在合模的情况下将凸出的高度变成适为铸件的壁厚,使以后的铸件在该处产生穿透(对壁厚来说) 的沟槽。这种穿透的沟槽即成为欠铸的一种特殊形式。这种欠铸现象多在由镶拼组成
3、的深腔的情况下出现。0浇料不足(包括余料节过薄)。0立式压铸机上,压射时,下冲头下移让开喷嘴孔口不够,造成一系列的填充条件不良。二、裂纹铸件的基体被破坏或断开,形成细长的缝隙,呈现不规则线形,在外力作用下有发展的趋势,这种 缺陷称为裂纹。在压铸件上,裂纹是不允许存在的。造成裂纹的原因有:1. 铸件结构和形状0铸件上的厚壁与薄壁的相接处转变避剧烈0铸件上的转折圆角不够0铸件上能安置推杆的部位不够,造成推杆分布不均衡0铸件设计上考虑不周,收缩时产生应力而撕裂。2. 模具的成型零件的表面质量不好,装固不稳0成型表面沿出模方向有凹陷,铸件脱出撕裂0凸的成型表面其根部有加工痕迹未能消除,铸件被0成型零件
4、装固有偏斜,阻碍铸件脱出。3. 顶出造成0模具的顶出元件安置不合理(位置或个数)0顶出机构有偏斜,铸件受力不均衡0模具的顶出机构与机器上的液压顶出器的连接不合理,或有歪斜或动作不协调0顶针顶出时的机器顶杆长短不一致,液压顶出的顶棒长短不一致。4. 合金的成分1)对于锌合金A有害杂质铅、锡和镉的含量较多B纯度不够2)对于铝合金A含铁量过高,针状的含铁化合物增多B铝硅合金中硅含量过高C铝镁合金中镁含量高D其它杂质过高,增加了脆性3)对于镁合金铝、硅含量过高5)合金的熔炼质量A熔炼温度过高,造成偏析B保温时间过长,晶粒粗大C氧化夹杂过多6)操作不合理A留模时间过长,特别是热脆性大的合金(如镁合金)B
5、涂料用量不当,有沉积7)填充不良、金属基体未熔合,凝固后强度不够,特别是离浇口远的部位更易出现。三、孔穴孔穴包括气孔和缩孔1、气孔气孔有两种:一种是填充时,金属卷入气体形成的内表面光亮和光滑、形状较为规则的孔洞。另一 种是合金熔炼不正确或不够,气体熔解于合金中。压铸时,激冷甚剧,凝固很快,熔于金属内部的气体来 不及析出,使金属内的气体留在铸件内而形成孔洞。压铸件内的气孔以金属卷入型腔中的气体所形成的气孔是主要的,而气体的大部分为空气。产生气孔的原因1. 内浇口速度过高,湍流运动过剧,金属流卷入气体严重2. 内浇口截面积过小,喷射严重3. 内浇口位置不合理,通过内浇口后的金属立即撞击型壁、产生涡
6、流,气体被卷入金属流中4. 排气道位置不对,截面积不够,造成排气条件不良5. 大机器压铸小零件,压室的充满度过小,尤其是卧式冷压铸机上更为明显6. 铸件设计不合理。a形成铸件有难以排气的部位;b局部部位的壁厚太厚7. 待加工面的加工量过大,使壁厚增加过多。8. 熔融金属中含有过多的气体2、缩孔铸件凝固过程中,金属补偿不足所形成的呈现暗色、形状不规则的孔洞,即为缩孔。其原因有:I. 金属浇入温度过高II. 金属液过热时间太长III. 压射的最终补压的压力不足IV. 余料饼太薄,最终补压起不到作用V. 内浇口截面积过小(主要是厚度不够)VI. 溢流槽位置不对或容量不够VII. 铸件结构不合理,有热
7、节部位,并且该处有解决VIII. 铸件的壁厚变化太大在压铸件上,产生缩孔的部位,往往是容易产生气孔的处所,故压铸件内,有的孔穴常常是气孔、 缩孔混合而成的。四、条纹填充过程中,当熔融金属流动的动能足以产生喷溅或虽然聚集成流束,但又相连得不紧密的条件时, 边界一一凝固层便具有“疏散效应”,而处于这种状态金属在随后的金属主流所覆盖之前,早就凝固,于 是,在铸件表面上便形成纹络,这就是压铸件上常见的条纹。铝合金铸件上条纹最为明显,而在铸件的大 面积的壁面上,就更为突出。这种条纹呈现不同的反射程度,有时比铸件的基体的颜色稍暗一些,有时硬度上也稍有不一样。根 据工厂初步测定条纹的深度约在0.2毫米以内,
8、而深度为0.05毫米起,外观就巳经明显地看出来。对条纹作化学的、摄谱的和金相的研究发现,条纹与铸件本身相同的化学成分,可而条纹不是硅偏 析、渣滓、污损,也不是合金的其它化学本性原因造成的。条纹的深度仅0.080.20毫米。有时条纹有着 清晰的边界,有时条纹与铸造组织混杂在一起,看不到明显的过渡区。条纹的微观组织基本上没有不同于 主要组织,只是它更细致一些。对于铝合金来说,条纹内铝一硅共晶组织更加细致,合金组元中的金属间 化合物也是如此。条纹也呈现硅的不足(暗的组成物),但没有发现化学上的差异。在条纹更细的组织中, 硅的分布也不一样,既然硅比铝要黑些,因而条纹的颜色常常看来更暗。综上所述,压铸件
9、表面的条纹,是填充过程中必然发生的结果,尤其是铝合金铸件的表面更为突出, 而条纹的组织和性质对于压铸件的使用来说,在一般的情况下没有影响的。只有在壁很薄时,才对条纹的 深度有限制。至于在光饰要求高的表面上则还是不应该存在的。既然条纹是由于边界一一凝固层的“疏散效应”所形成,而根据填充过程的特性,便可对产生这种 “疏散效应”的原因作如下的分析:I. 填充时,剧烈的湍流将气体卷入金属流中,从而对金属流速产生弥散作用。II. 在填充过程中,铸件的外壳层(边界一一凝固层)常常不是整个地同时形成的(在填充理论 的叙述中巳经提到)在尚未形成壳层的区域便出现“疏散效应”。对于有大平在面的铸件,在大的平面壁
10、上就更为明显。III. 模具温度低于热平衡条件所应有的温度,使“疏散效应”更为强烈,产生的区域亦大为增多。IV. 金属流撞击型壁而产生溅射所造成的“疏散效应”十分明显,当撞击后的金属分散成密集的 液滴,便成为麻面。这就是铸件表面上总是带有强烈的溅射痕迹的原因。正对内浇中的型壁是撞击溅射最 常见的区域。V. 涂料涂层不匀,厚的部位受到金属流的炽热混杂在金属中,并使金属产生“分隔”,从而造成 “疏散效应”。VI. 涂料局部沉积而气体又未挥发干净,余下的气体被金属流所包卷,对金属流产生弥散作用。VII. 排溢系统不合理,逸气不通畅,型腔中的气体过多,金属流因气体而弥散的作用增强。根据条纹产生的原因,
11、可见其深度是随时变化的。所以,生产中,常常按深度的不同,将条纹分别 称为花纹、流痕、麻面和冷纹等等。而冷纹的深度则是条纹中最深的一种。五、表层疏松压铸件的外壳层(边界一一凝固层)一般约为0.50.8毫米左右。在这个壳层(也称表皮层) 上有一种呈现松散不密实的宏观组织,即为表层疏松。表层疏松的形成的原因与条纹相似,故其性质也很接近,也是有时有清晰的边界,有时则无 明显的过渡区。但其深度则较条纹更深一些,而且总是与涂料过多而沉积有关,因此,表层疏松的颜色比 条纹更为灰暗,反射更差。有时,也带有涂料受炽热而烧灼的颜色,所以有时这种还与涂料的本色有关。深度很浅的表层疏松,一般来说没有妨碍,但光饰(涂覆
12、)则不允许存在。六、冷隔金属流互相对接或搭接但未熔合而出现的缝隙,称为冷隔。对于大铸件来说,冷隔这种缺陷出现较 多。出现冷隔的部位通常是离内浇口远的区域。它是由于金属流分成若干股地流动时,各股的流动前沿 巳呈现冷凝状态(称为凝固前沿),但在后面的金属流的推动下,仍然进行填充,当与其相遇的金属流同 样具有凝固前沿时,则相遇的凝固层不能再熔合,其接合处便呈现缝隙,这种缝隙便称为冷隔。严重的冷 隔对铸件的使用有一定的妨碍,应视铸件的使用条件和冷隔的程度而定。产生冷隔的原因有:1. 金属流在型腔中分成若干股地进行填充2. 溢流槽位置与金属流股汇集处不吻合3. 合金浇入温度过低4. 模具温度过低5. 内
13、浇口速度太小6. 金属流程过长七、凹陷铸件表面上的瘪下部位称为凹陷,产生的原因有1. 铸件的热节部位填充满(内部有空洞),收缩时,表皮层虽有一定的强度,但在不破裂的情况 下,仍然受到内部的收缩作用而表面呈现凹陷,即称为缩凹。2. 填充时,气体被挤在金属流与型腔壁面之间而未被排除出去,该处即出现凹陷。这凹陷的表面 光洁,多出现在型腔难以排气,而铸件则是端旁边缘部位上。3. 在机器压射机构的性能较差(如旧的立式机器)的情况下,当工作液压力不稳定,压射压力也 不稳定。推动金属的压力不连续,造成铸件的表皮层不止一次地形成,但是每次表皮层的边缘位置不同, 前一次的表皮层有部分边缘未被后一次所覆盖,便产生
14、条状的凹陷。4. 模具型腔有残留物,这在前面对产生欠铸的原因中巳经提到过。但产生时凹陷,型腔的残留物 并不一定是片状,而是带有不规则的各种形状,残留物高出型面的高度也不大,故铸件的入深度也较浅。八、气泡铸件表皮下,聚集气体因热胀将铸件表面鼓起的泡,称为气泡。气泡的表皮仍然是压铸表皮。 产生的原因有:1. 型腔内气体过多2. 模具温度过高(或冷却通道失去作用)。九、擦伤铸件的表面顺着出模方向的拉伤痕迹,即为擦伤。它有两种特征:1. 金属流撞击型壁后,引起金属对型壁的强烈焊合或粘附(如同将稠糊状泥浆用力掷在墙上的粘 附现现象一样,用力愈大,粘附愈多),而当粘附部位在脱模时,金属被挤拉而把表皮层撕破,铸件该部 位就出现拉伤。2. 模具成形表面质量较差时,铸件脱模造成拉伤,多呈直线(脱模方向)的沟道,浅的不到0.1 毫米,深的约有0.3毫米。擦伤严重时,便产生粘模,铸件甚至脱不出来。擦伤现象以铝合金最为严重产生擦伤的原因有:1. 成形表面斜度过小或有反斜度。2. 成形表面光洁度不够,或加工纹向不对,或在脱模方向上平整度较差。3. 成形表面有碰伤。4. 涂料不足,涂料性质不合要求。5. 金属流撞击型壁过剧。6. 铝合金中含铁量过低(小于0.6%)7. 金属浇入温度过高。