压铸产品缺陷的诊断

?压铸产品缺陷的诊断压铸过程是一个复杂过程。压铸产品合格率一般在70%90%之间，影响压铸产品的因素有如下几点：机器本身的性能；机器的各项工作参数；压铸型（模）的结构和性能；压铸合金的质量及操作者的技能。为了提高压铸生产效率和产品的合格率，操作人员必须具备有一定的预防和排除产品缺陷的工作能力。一、压铸产品缺陷诊断实例分析（一）铸件出现缺陷时，应分析缺陷产生的原因，一般从如下几个方面考虑：调机（调整压铸工艺参数）；换料（换另一种料或改变新料与回炉料比例）；修改型（模）具结构（内浇口、溢流槽、排气槽）。1、分析思路（1）先作合金成分分析，判断合金料的质量，对缺陷影响程度。（2）可以剖开缺陷部位，进行金相分析，判断压铸工艺因素影响。（3）对型（模）具方案重新分析。（4）对熔炼过程的检查。2、采取措施（1）调整工艺参数：填充速度、填充时间、模温等。（2）换料：换另一个品牌的料；新料与回炉料的比例。（3）修改型（模）具：内浇口，入水的射流角度，溢流槽，排气槽。（二）实例分析1、初步了解铸件名称：汽车化油器本体；压铸合金：ADC12；产生缺陷：加工后漏气，废品率达40%以上。2、分析过程及解决方法（1）进行合金成分化学分析，列出分析表，见表7-1。表7-1ADC12压铸合金成分化学分析表CuSiMgZnFeMnNiSn铸件12.1010.290.152.172.680.230.040.02铸件22.0810.640.222.203.220.270.040.03铸件32.0810.400.152.132.390.220.030.02规定值1.53.59.612.00.31.31.30.50.50.3分析结果：Zn含量在2%、Fe含量在3%左右，大大超过了规定值。杂质Zn：高温脆性大，使铸件有产生裂纹的倾向。杂质Fe：当Fe含量低于0.7%,会产生与压铸型（模）焊合现象；含量在0.81.0%范围比较好压铸，但含量超过1.3%，又会产生金属化合物，降低物理性能，是产生缩孔、收缩裂纹的原因之一。解决方法：控制合金原料中杂质含量。（2）金相分析分析结果：发现基本组织晶体粗大，有铁-锌-硅的化合物，有气孔、缩孔。解决方法：合金成分中杂质含量控制，压铸工艺调整。（3）对合金熔炼过程采取措施估计金属液中含气量较高，在保温炉内，采用氩气脱气处理15分钟。（4）对型（模）具方案重新分析1） ）排气不够充分时，可加大排气槽尺寸，加多排气气口。2） 利用激冷排气块或采用真空压铸法，加大型腔内的空气排放量。3） 在产生缩孔部位（漏气）增设辅助浇口，以提高铸造压力的传递效果。（5）压铸工艺参数1） ）合理设置慢速压射和快速压射开始点，可以减少金属液包卷气体现象。修改原来工艺中快速切换的位置，快速切换位置选择在铸件两侧壁厚部位（产生缩孔处）之前。2） 浇口速度提高到4050m/s。3） 降低金属液浇注温度：680690降67054） 降低模温：200降1605） 效果：加工后废品率降低到5%以下。二、压铸产品缺陷类型、产生原因及解决措施（1） 流痕和花纹外观检查：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基体颜色不一样无方向性的纹路，无发展趋势，如图7-18所示。图7-18流痕1 、流痕产生的原因有如下几点，查明原因后应及时纠正。（1）模温过低。（2）浇道设计不良，内浇口位置不良。（3）料温过低。（4）填充速度低，填充时间短。（5）浇注系统不合理。（6）排气不良。（7）喷雾不合理。2、花纹产生的原因是型腔内涂料喷涂 过多或涂料质量较差，解决和防止的方法如下：（1）调整内浇道截面积或位置。（2）提高模温。（3）调整内浇道速度及压力。（4）适当的选用涂料及调整用量。（2） 网状毛翅（龟裂纹）外观检查：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，如图7-19所示。图7-19网状毛翅产生原因如下：1、 、压铸型（模）型腔表面有裂纹；2、 压铸型（模）预热不均匀。解决和防止的方法为：3、 、压铸型（模）要定期或压铸一定次数后，应作退火处理、消除型腔内应力。4、 如果型腔表面已出现龟裂纹，应打磨成型表面，去掉裂纹层。5、 型（模）具预热要均匀。（3） 冷隔外观检查：压铸件表面有明显的、不规则的、下陷线性型纹路（有穿透与不穿透两种）形状细小而狭长，有时交接边缘光滑，在外力作用下有断开的可能，如图7-20所示。图7-20冷隔产生原因如下：1、 、两股金属流相互对接，但未完全熔合而又无夹杂存在其间，两股金属结合力又很薄弱；2、 浇注温度或压铸型（模）温度偏低；3、 浇道位置不对或流路过长；4、 填充速度低。解决和防止的方法为：5、 、适当提高浇注温度；6、 提高压射比压缩短填充时间，提高压射速度。7、 改善排气、填充条件。（4） 缩陷（凹痕）外观检查：在压铸件厚大部分的表面上有平滑的凹痕（状如盘碟）。产生原因如下：1、 、由收缩引起（1）压铸件设计不当壁厚差太大；（2）浇道位置不当；（3）压射比压低，保压时间短；（4）压铸型（模）局部温度过高。2、冷却系统设计不合理；3、开型（模）过早；4、浇注温度过高。解决和防止的方法为：2、 、壁厚应均匀；3、 厚薄过渡要缓和；4、 正确选择合金液导入位置及增加内浇道截面积；5、 增加压射压力，延长保压时间；6、 适当降低浇注温度及压铸型（模）温度；7、 对局部高温要局部冷却；8、 改善排溢条件（5） 印痕外观检查：铸件表面与压铸型（模）型腔表面接触所留下的痕迹或铸件表面上出现阶梯痕迹，如图7-21所示。图7-21印痕产生原因如下：1、由顶出元件引起（1）顶杆端面被磨损；（2）顶杆调整长短不一致；（3）压铸型（模）型腔拼接部分和其他部分配合不好；2、由拼接或活动部分引起（ 1）镶拼部分松动；（ 2）活动部分松动或磨损；（ 3）铸件的侧壁表面，由动、定模互相穿插的镶件所形成。解决和防止的方法为：1、 、顶杆长短要调整到适当位置；2、 紧固镶块或其他活动部分3、 设计时消除尖角，配合间隙调整适合；4、 改善铸件结构使压铸型（模）消除穿插的镶嵌形式，改进压铸型（模）结构；（六）粘附物痕迹外观检查：小片状及金属或非金属与金属的基体部分熔接，在外力的作用下剥落小片状物，剥落后的铸件表面有的发亮、有的为暗灰色。产生的原因如下：1 、在压铸型（模）型腔表面有金属或非金属残留物；2 、浇注时先带进杂质附在型腔表面上。解决和防止的方法为：1、 、在压铸前对型腔压室及浇注系统要清理干净，去除金属或非金属粘附物；2、 对浇注的合金也要清理干净；3、 选择合适的涂料，涂层要均匀。（七）分层（夹皮及剥落）外观检查或破坏检查：在铸件局部有金属的明显层次。产生的原因如下：1、 、型（模）具刚性不够在金属液填充过程中，模板产生抖动；2、 在压射过程中冲头出现爬行现象；3、 浇道系统设计不当。解决和防止的方法为：1、 、加强型（模）具刚度，紧固型（模）具部件，使之稳定；2、 调整压射冲头与压室的配合，消除爬行现象；3、 合理设计内浇道。（八）摩擦烧蚀外观检查：压铸件表面在某些位置上产生粗糙面。产生的原因如下：1、由压铸型（模）引起的内浇道的位置方向和形状不当；2、由铸造条件引起的内浇道处金属液冲刷剧烈部位的冷却不够。解决和防止的方法为：1、改善内浇道的位置和方向的不善内浇当之处；2、改善冷却条件，特别是改善金属液冲刷剧烈部位；3、对烧蚀部分增加涂料；4、调整合金液的流速，使其不产生气穴5、消除型（模）具上的合金粘附物。（九）冲蚀外观检查：压铸件局部位置有麻点或凸纹。产生的原因如下：1 、内浇道位置设置不当；2 、冷却条件不好。解决和防止的方法为：1、 、内浇道的厚度要恰当；2、 修改内浇道的位置、方向和设置方法；3、 对被冲蚀部位要加强冷却。（十）裂纹外观检查：将铸件放在碱性溶液中，裂纹处呈暗灰色。金属基体的破坏与裂开呈直线或波浪线形，纹路狭小而长，在外力作用下有发展趋势。1、铝合金铸件裂纹，如图7-22所示：图7-22铝合金铸件裂纹产生的原因：（1） 合金中铁含量过高或硅含量过低；合金中有害杂质的含量过高，降低了合金的可塑性；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；（2） 留模时间过短，保压时间短；铸件壁厚有剧烈变化之处；（3） 局部包紧力过大，顶出时受力不均。解决和防止的方法：（1） 正确控制合金成分，在某些情况下：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。（2） 提高型（模）具温度；改变铸件结构，调整抽芯机构或使推杆受力均力；（3） 加大拔模斜度，局部使用强力脱模剂；（4） 增加留模时间、增加保压时间。2、镁合金铸件裂纹，如图7-23所示：图7-23镁合金铸件裂纹产生的原因：合金中铝硅含量高；型（模）具温度低；铸件壁厚薄变化剧烈；顶出和抽芯时受力不均匀。解决和防止的方法：合金中加纯镁以降低铝硅含量；型（模）具温度要控制在要求的范围内；改进铸件结构，消除厚薄变化较大的截面；调整好型芯和推杆，使之受力均衡。（5） 合金铸件裂纹产生的原因：（6） 1）黄铜中锌的含量过高（冷裂）或过低（热裂）；硅黄铜中硅的含量高；（7） 2）开型（模）时间晚，特别是型芯多的铸件。解决和防止的方法：（8） 1）保证合金的化学成分，合金元素取其下限：硅黄铜在配制时，硅和锌的含量不能同时取上限；（9） 2）提高型（模）具温度；适当控制调整开型（模）时间。（十一）欠铸及轮廓不清晰外观检查：金属液充满型腔，铸件表面有不规则的孔洞、凹陷或棱角不齐，表面形状呈自然液流或液面相似，如图7-24所示：图7-24欠铸及轮廓不清晰产生的原因如下：1、 、内浇道宽度不够或压铸型（模）排气不良；2、 合金流动性差；3、 浇注温度低或压铸型（模）温度低，压射速度低；4、 压射比压不足；5、 压铸型（模）腔边角尺寸不合理、不易填充；6、 喷雾不合理。解决和防止的方法：1、 、改进内浇道，改进排气条件，适当提高压铸型（模）温度和浇注温度；2、 提高压射比压和压射速度；3、 注意喷雾的位置。（十二）变形外观检查或测量和划线：铸件翘（弯）曲、超出图样尺寸公差要求。产生的原因如下：1、 、铸件结构不合理，各部收缩不均匀；2、 留模时间太短；3、 顶出过程铸件偏斜；4、 铸件刚性不够；5、 堆放不合理或去除浇道方法不当。解决和防止的方法：1、 、改进铸件结构、使壁厚均匀；2、 不要堆叠存放，特别是大且面薄的铸件；3、 时效或退火时不要堆叠入炉；4、 必要时可以进行整形。（十三）飞翅外观检查：铸件分型面处或活动部分突出过多的金属薄片，如图7-25所示。图7-25飞翅产生的原因如下：1、 、压射前机器的调整、操作不合适；2、 压铸型（模）及滑块损坏，闭锁元件失效；3、 镶块及滑块磨损；4、 压铸型（模）强度不够造成变形；5、 分型面上杂物未清理干净；6、 锁型（模）力小。1、 、检查合型（模）力及增压情况；2、 调整增压机构使压射增压峰值降低；3、 检查压铸型（模）强度和闭锁元件；4、 检查压铸型（模）损坏情况并修理；5、 清理分型面防止有杂物；6、 增大锁型（模）力。（十四）夹渣（渣孔）外观检查或探伤及金相检查：铸件上有不规则的明或暗孔，孔内常被熔渣充塞。金相检查时，在低倍显微镜下呈暗黑色；在高倍显微镜下亮而无色。产生的原因如下：1 、金属中有夹渣或型腔中有非金属残留物，在压射前未被清除；2、金属液表面上的熔渣未清除；3、将熔渣及金属同时浇注到压室。解决和防止的方法：1 、仔细去除金属表面的熔渣；2 、遵守金属熔炼舀取工艺规程。（十五）硬点机械加工过程中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亮度。1、非金属硬点产生的原因及解决和防止的方法（1）由于混入了合金液表面的氧化物而产生非金属硬点，解决和防止的方法为：铸造时不要把合金液表面的氧化物舀入勺内；清除铸铁坩埚表面的氧化物后，再涂上涂料；消除勺子等工具上的氧化物；使用与铝不产生反应的涂料；（2）由于混入了合金液与涂料的反应生成物，而产生非金属硬点。应该用与铝合金不发生反应的涂料。（3）金属液中产生了复合化合物，如Al、Mn、Fe、Si组成的化合物。应注意：在铝合金中含有Mn、Fe等元素时应勿使偏析；并保持清洁；用干燥的去气剂除气，但铝合金含镁时要注意补偿。（4）金属液中铝硅合金含Si高；铝合金在半液态下浇注；硅游离存在，或者铝硅合金Si高于11.6%且Cu、Fe含量亦高。解决和防止的方法为：铝合金含Cu、Fe多时，应使含Si量降到10.5%以下；适当的提高浇注温度，以避免使Si析出。（5）由于金属锭不纯或粘附了油污，熔炼工具不干净而夹带异物，而产生非金属硬点。应注意检验金属锭的纯度，加强原料，回收料的清理，不得粘上油、砂、尘土等异物；注意清理干净坩埚，熔炼工具上面的铁锈及氧化物。3、金属硬点产生的原因及解决和防止的方法：（1）、混入了未溶解的硅元素原料而产生金属性硬点。解决和防止的方法为：1）熔炼硅合金时，不要使用硅元素粉末；2）调整合金成分时，不要直接加入硅元素，必须采取中间合金；3）熔炼温度要高，时间要长，使硅充分溶解。（2）、混合了促进初生硅结晶生长的原料而产生金属性硬点，生产中应注意：缩小铸造温度波动范围，使之经常保持熔融状态；加冷料时要防止合金锭块使合金凝固；尽量减少促进粗晶硅易于生长的成分。（3）、混入了生成金属件化合物结晶物质而产生金属性硬点，生产中应注意：1）减少温度波动范围，不使合金液的温度过高或过低；2）控制合金成分杂质含量的同时，注意勿使增加杂质；3）对能产生金属间化合物的材料要在高温下熔炼、为防止杂质增加，应一点一点的少量加入。4、偏析性硬点产生的原因是由于急冷，使容易偏析的成分析出成为硬点，在压射时应注意：合金液浇入压室后，应立即压射填充；尽可能不含有Ca、Mg、Na等易引起急冷效应的合金成分。Ca应控制在0.05%以下。（十六）脆性外观检查或金相检查：合金晶粒粗大或极小，使铸件易断裂或碰碎。产生的原因如下：1、 、合金过热太大或保温时间过长；2、 激烈过冷，结晶过细；3、 铝合金含有锌铁等杂质太多；4、 铝合金中含铜超出规定范围。解决和防止的方法为：1、 、合金不宜过热；2、 提高型（模）具温度，降低浇注温度；3、 严格控制合金成分在允许的范围内。（十七）渗漏通过试压试验，压铸件漏水或渗水。产生的原因如下：1、 、压力不足；2、 浇注系统设计不合理或铸件结构不合理；3、 合金选择不当；4、 排气不良。解决和防止的方法为：1、 、提高压射比压；2、 尽量避免后加工；3、 改进浇注系统和排气系统；4、 选用良好合金。（十八）气孔解剖后外观检查或探伤检查：气孔具有光滑的表面，形状呈圆形或椭圆形。产生的原因如下：1、 、一速距离过短，一速过快，在料液内卷气；2、 横浇道设计不合理；3、 内浇口位置不合理；4、 分型面选择不当；5、 排气不良；6、 料液含气量高；7、 料液杂质含量高；8、 喷舞量和位置不当；9、 横温过高；10、 、料温过高；11、 、冷却系统设计不合理；12、 、合型（模）过早。解决和防止的方法为：1、 、使用干燥而干净的添加剂，不使合金过热并很好排气，改善金属导入方向；2、 降低压射速度；3、 在保证填充良好的情况下，尽可能增大内浇道截面积；4、 排气槽部位要设置合理并有足够的排气能力。（十九）气泡解剖后外观检查或探伤检查：铸件接近表面有气体集聚，有时看到铸件表面鼓泡。产生的原因如下：1 、由卷入气体引起：型腔气体没有排出，被包在铸件中；涂料产生的气体卷入铸件中；2 、由合金气体引起：合金内吸有较多气体，凝固时析出留在铸件内。解决和防止的方法为：1、善内浇道、溢流槽排气道的大小和位置；改善填充时间和内浇道处流速；提高压射压力；在气孔发生处设型芯；尽量少用涂料；2、清除合金液中的气体和氧化物；炉料要管理好，避免被尘土油类污染。（二十）缩孔缩松解剖后外观检查或探伤检查：缩孔表面呈暗色并不光滑，形状不规则的孔洞、大而集中的为缩孔，小而分散的为缩松。产生的原因如下：1 、缩孔是压铸件在冷凝过程中，内部补偿不足而造成的孔穴，由于浇注温度过高、压射比压低、铸件在结构上有金属积聚的部位和截面变化剧烈，内浇道较小而产生；2、型（模）具温度过高；3、保压时间短。解决和防止的方法：1 、改变铸件结构消除金属积聚及截面变化大处；2、在可能条件下降低浇注温度；3、提高压射比压；4、适当改善浇注系统，使压力更好地传递；5、降低模温；6、提高保压时间。（二十一）粘模拉伤外观检查：压铸合金与型壁粘连而产生拉伤痕迹，在严重的部位会被撕破。产生的原因如下：1、合金浇注温度高；2、型（模）具温度太高；3、涂料使用不足或不正确；4、型（模）具某些部位表面粗糙；拔模斜度制作过小或倒拔。5、浇道系统不正确使用合金正面冲击型壁或型芯；6、型（模）具材料使用不当或热处理工艺不正确，硬度不足。7、铝合金含铁量太少（0.6%）ZCuZn40Pb2含锌低或有偏析；8、填充速度太高。解决和防止的方法为：1、 、降低浇注温度；2、 型（模）具温度控制在工艺范围内；3、 消除型腔粗糙的表面；4、 检查涂料品种或用量是否适当；5、 调整内浇道防止金属液正面冲击；6、 校对合金成分、使铝合金含铁（Fe）量在要求的范围内；7、 检查型（模）具材料及热处理和硬度是否合理；8、 适当降低填充速度。