压铸生产中常见缺陷

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1、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

2、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415-430C合金熔液下注入型腔工作状态，型腔的工作恒温最佳为160-180C，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

3、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： 35g 3）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

4、）加工位无气孔与电镀后不起泡3） 压铸设备与工艺 1）设备： DC88 2） 合金液控制温度： 415- 425C3）工艺参数：压射时间:0.8s压射速度：4m/s压射压力：lIMPa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

5、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

6、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）

7、压铸合金温度： 415-425C4 ）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

8、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450-480C 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450C,在够温时，发热套的外观是暗红色的，超过500C，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AIFe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

9、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

10、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 勺凹槽2）缺陷情况 在压铸过程中，毛坯产品有不足 60%勺合格率，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 勺凹槽，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

11、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

12、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、

13、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

14、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 1100 1400r/ min 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2150r/min,较小或复杂的零件采用1100 1600rmin 的低速，应轻放轻抛，先用黄抛光膏粗抛，再用白抛光膏抛亮。锌合金压铸 件经磨、抛光后，表面的大量油污、抛光膏等必须预清洗。预清洗可用有机溶剂或化学除油， 并且预除 油工序应在抛光后尽快进行，以免抛光膏日久硬化难除。经预除油后，应再进行电化学除油。除油尽量采用低温、低碱度溶液（pH值50mm），以利于合金液平稳流动和气体有机会排出。可改变浇口厚度、浇口方向、在形成气孔的位置设置溢流槽、排气槽。溢流品截面积总和 不能小于内 浇口截面积总和的 60%，否则排渣效果差。