壓鑄生產(chǎn)存在問題和改進(jìn)措施

　　壓鑄生產(chǎn)中遇到的質(zhì)量問題很多，其原因也是多方面。生產(chǎn)中必須對產(chǎn)生的質(zhì)量問題作出正確的判斷。找出真正的原因，才能提出相應(yīng)切實可行的有效的改進(jìn)措施，以便不斷提高鑄件質(zhì)量。

　　壓鑄件生產(chǎn)所出現(xiàn)的質(zhì)量問題中，有關(guān)缺陷方面的特征、產(chǎn)生的原因(包括改進(jìn)措施)分別敘述于后。

　　一、欠鑄

　　壓鑄件成形過程中，某些部位填充不完整，稱為欠鑄。當(dāng)欠鑄的部位嚴(yán)重時，可以作為鑄件的形狀不符合圖紙要求來看待。通常對于欠鑄是不允許存在的。

　　造成欠鑄的原因有：

　　1)填充條件不良，欠鑄部位呈不規(guī)則的冷凝金屬

　　?當(dāng)壓力不足、不夠、流動前沿的金屬凝固過早，造成轉(zhuǎn)角、深凹、薄壁(甚至薄于平均壁厚)、柱形孔壁等部位產(chǎn)生欠鑄。

　　?模具溫度過低

　　?合金澆入溫度過低

　　?內(nèi)澆口位置不好，形成大的流動阻力

　　2)氣體阻礙，欠鑄部位表面光滑，但形狀不規(guī)則

　　?難以開設(shè)排溢系統(tǒng)的部位，氣體積聚

　　?熔融金屬的流動時，湍流劇烈，包卷氣體

　　3)模具型腔有殘留物

　　?涂料的用量或噴涂方法不當(dāng)，造成局部的涂料沉積

　　?成型零件的鑲拼縫隙過大，或滑動配合間隙過大，填充時竄入金屬，鑄件脫出后，并未能被完全帶出而呈現(xiàn)片狀夾在縫隙上。當(dāng)之種片狀的金屬(金屬片，其厚度即為縫隙的大小)又凸于周圍型面較多，便在合模的情況下將凸出的高度變成適為鑄件的壁厚，使以后的鑄件在該處產(chǎn)生穿透(對壁厚來說)的溝槽。這種穿透的溝槽即成為欠鑄的一種特殊形式。這種欠鑄現(xiàn)象多在由鑲拼組成的深腔的情況下出現(xiàn)。

　　?澆料不足(包括余料節(jié)過薄)。

　　?立式壓鑄機(jī)上，壓射時，下沖頭下移讓開噴嘴孔口不夠，造成一系列的填充條件不良。

　　二、裂紋

　　鑄件的基體被破壞或斷開，形成細(xì)長的縫隙，呈現(xiàn)不規(guī)則線形，在外力作用下有發(fā)展的趨勢，這種缺陷稱為裂紋。在壓鑄件上，裂紋是不允許存在的。

　　造成裂紋的原因有：

　　1.鑄件結(jié)構(gòu)和形狀

　　?鑄件上的厚壁與薄壁的相接處轉(zhuǎn)變避劇烈

　　?鑄件上的轉(zhuǎn)折圓角不夠

　　?鑄件上能安置推桿的部位不夠，造成推桿分布不均衡

　　?鑄件設(shè)計上考慮不周，收縮時產(chǎn)生應(yīng)力而撕裂。

　　2.模具的成型零件的表面質(zhì)量不好，裝固不穩(wěn)

　　?成型表面沿出模方向有凹陷，鑄件脫出撕裂

　　?凸的成型表面其根部有加工痕跡未能消除，鑄件被

　　?成型零件裝固有偏斜，阻礙鑄件脫出。

　　3.頂出造成　　?模具的頂出元件安置不合理(位置或個數(shù))

　　?頂出機(jī)構(gòu)有偏斜，鑄件受力不均衡

　　?模具的頂出機(jī)構(gòu)與機(jī)器上的液壓頂出器的連接不合理，或有歪斜或動作不協(xié)調(diào)

　　?頂針頂出時的機(jī)器頂桿長短不一致，液壓頂出的頂棒長短不一致。

　　4.合金的成分

　　1)對于鋅合金

　　A有害雜質(zhì)鉛、錫和鎘的含量較多

　　B純度不夠

　　2)對于鋁合金

　　A含鐵量過高，針狀的含鐵化合物增多

　　B鋁硅合金中硅含量過高

　　C鋁鎂合金中鎂含量高

　　D其它雜質(zhì)過高，增加了脆性

　　3)對于鎂合金

　　鋁、硅含量過高

　　5)合金的熔煉質(zhì)量

　　A熔煉溫度過高，造成偏析

　　B保溫時間過長，晶粒粗大

　　C氧化夾雜過多

　　6)操作不合理

　　A留模時間過長，特別是熱脆性大的合金(如鎂合金)

　　B涂料用量不當(dāng)，有沉積

　　7)填充不良、金屬基體未熔合，凝固后強度不夠，特別是離澆口遠(yuǎn)的部位更易出現(xiàn)。

　　三、孔穴

　　孔穴包括氣孔和縮孔

　　1、氣孔

　　氣孔有兩種：一種是填充時，金屬卷入氣體形成的內(nèi)表面光亮和光滑、形狀較為規(guī)則的孔洞。另一種是合金熔煉不正確或不夠，氣體熔解于合金中。壓鑄時，激冷甚劇，凝固很快，熔于金屬內(nèi)部的氣體來不及析出，使金屬內(nèi)的氣體留在鑄件內(nèi)而形成孔洞。

　　壓鑄件內(nèi)的氣孔以金屬卷入型腔中的氣體所形成的氣孔是主要的，而氣體的大部分為空氣。

　　產(chǎn)生氣孔的原因

　　1.內(nèi)澆口速度過高，湍流運動過劇，金屬流卷入氣體嚴(yán)重

　　2.內(nèi)澆口截面積過小，噴射嚴(yán)重

　　3.內(nèi)澆口位置

　　不合理，通過內(nèi)澆口后的金屬立即撞擊型壁、產(chǎn)生渦流，氣體被卷入金屬流中

　　4.排氣道位置不對，截面積不夠，造成排氣條件不良

　　5.大機(jī)器壓鑄小零件，壓室的充滿度過小，尤其是臥式冷壓鑄機(jī)上更為明顯

　　6.鑄件設(shè)計不合理。a形成鑄件有難以排氣的部位;b局部部位的壁厚太厚

　　7.待加工面的加工量過大，使壁厚增加過多。

　　8.熔融金屬中含有過多的氣體

　　2、縮孔　　鑄件凝固過程中，金屬補償不足所形成的呈現(xiàn)暗色、形狀不規(guī)則的孔洞，即為縮孔。其原因有：

　　I.金屬澆入溫度過高

　　II.金屬液過熱時間太長

　　III.壓射的最終補壓的壓力不足

　　IV.余料餅太薄，最終補壓起不到作用

　　V.內(nèi)澆口截面積過小(主要是厚度不夠)

　　VI.溢流槽位置不對或容量不夠

　　VII.鑄件結(jié)構(gòu)不合理，有熱節(jié)部位，并且該處有解決

　　VIII.鑄件的壁厚變化太大

　　在壓鑄件上，產(chǎn)生縮孔的部位，往往是容易產(chǎn)生氣孔的處所，故壓鑄件內(nèi)，有的孔穴常常是氣孔、縮孔混合而成的。

　　四、條紋　　填充過程中，當(dāng)熔融金屬流動的動能足以產(chǎn)生噴濺或雖然聚集成流束，但又相連得不緊密的條件時，邊界——凝固層便具有“疏散效應(yīng)”，而處于這種狀態(tài)金屬在隨后的金屬主流所覆蓋之前，早就凝固，于是，在鑄件表面上便形成紋絡(luò)，這就是壓鑄件上常見的條紋。鋁合金鑄件上條紋最為明顯，而在鑄件的大面積的壁面上，就更為突出。

　　這種條紋呈現(xiàn)不同的反射程度，有時比鑄件的基體的顏色稍暗一些，有時硬度上也稍有不一樣。根據(jù)工廠初步測定條紋的深度約在0.2毫米以內(nèi)，而深度為0.05毫米起，外觀就已經(jīng)明顯地看出來。

　　對條紋作化學(xué)的、攝譜的和金相的研究發(fā)現(xiàn)，條紋與鑄件本身相同的化學(xué)成分，可而條紋不是硅偏析、渣滓、污損，也不是合金的其它化學(xué)本性原因造成的。條紋的深度僅0.08~0.20毫米。有時條紋有著清晰的邊界，有時條紋與鑄造組織混雜在一起，看不到明顯的過渡區(qū)。條紋的微觀組織基本上沒有不同于主要組織，只是它更細(xì)致一些。對于鋁合金來說，條紋內(nèi)鋁—硅共晶組織更加細(xì)致，合金組元中的金屬間化合物也是如此。條紋也呈現(xiàn)硅的不足(暗的組成物)，但沒有發(fā)現(xiàn)化學(xué)上的差異。在條紋更細(xì)的組織中，硅的分布也不一樣，既然硅比鋁要黑些，因而條紋的顏色常?？磥砀怠?/p>

　　綜上所述，壓鑄件表面的條紋，是填充過程中必然發(fā)生的結(jié)果，尤其是鋁合金鑄件的表面更為突出，而條紋的組織和性質(zhì)對于壓鑄件的使用來說，在一般的情況下沒有影響的。只有在壁很薄時，才對條紋的深度有限制。至于在光飾要求高的表面上則還是不應(yīng)該存在的。

　　既然條紋是由于邊界——凝固層的“疏散效應(yīng)”所形成，而根據(jù)填充過程的特性，便可對產(chǎn)生這種“疏散效應(yīng)”的原因作如下的分析：

　　I.填充時，劇烈的湍流將氣體卷入金屬流中，從而對金屬流速產(chǎn)生彌散作用。

　　II.在填充過程中，鑄件的外殼層(邊界——凝固層)常常不是整個地同時形成的(在填充理論的敘述中已經(jīng)提到)在尚未形成殼層的區(qū)域便出現(xiàn)“疏散效應(yīng)”。對于有大平在面的鑄件，在大的平面壁上就更為明顯。

　　III.模具溫度低于熱平衡條件所應(yīng)有的溫度，使“疏散效應(yīng)”更為強烈，產(chǎn)生的區(qū)域亦大為增多。

　　IV.金屬流撞擊型壁而產(chǎn)生濺射所造成的“疏散效應(yīng)”十分明顯，當(dāng)撞擊后的金屬分散成密集的液滴，便成為麻面。這就是鑄件表面上總是帶有強烈的濺射痕跡的原因。正對內(nèi)澆中的型壁是撞擊濺射最常見的區(qū)域。

　　V.涂料涂層不勻，厚的部位受到金屬流的熾熱混雜在金屬中，并使金屬產(chǎn)生“分隔”，從而造成“疏散效應(yīng)”。

　　VI.涂料局部沉積而氣體又未揮發(fā)干凈，余下的氣體被金屬流所包卷，對金屬流產(chǎn)生彌散作用。

　　VII.排溢系統(tǒng)不合理，逸氣不通暢，型腔中的氣體過多，金屬流因氣體而彌散的作用增強。

　　根據(jù)條紋產(chǎn)生的原因，可見其深度是隨時變化的。所以，生產(chǎn)中，常常按深度的不同，將條紋分別稱為花紋、流痕、麻面和冷紋等等。而冷紋的深度則是條紋中最深的一種。

　　五、表層疏松

　　壓鑄件的外殼層(邊界——凝固層)一般約為0.5~0.8毫米左右。在這個殼層(也稱表皮層)上有一種呈現(xiàn)松散不密實的宏觀組織，即為表層疏松。

　　表層疏松的形成的原因與條紋相似，故其性質(zhì)也很接近，也是有時有清晰的邊界，有時則無明顯的過渡區(qū)。但其深度則較條紋更深一些，而且總是與涂料過多而沉積有關(guān)，因此，表層疏松的顏色比條紋更為灰暗，反射更差。有時，也帶有涂料受熾熱而燒灼的顏色，所以有時這種還與涂料的本色有關(guān)。

　　深度很淺的表層疏松，一般來說沒有妨礙，但光飾(涂覆)則不允許存在。

　　六、冷隔　　金屬流互相對接或搭接但未熔合而出現(xiàn)的縫隙，稱為冷隔。對于大鑄件來說，冷隔這種缺陷出現(xiàn)較多。

　　出現(xiàn)冷隔的部位通常是離內(nèi)澆口遠(yuǎn)的區(qū)域。它是由于金屬流分成若干股地流動時，各股的流動前沿已呈現(xiàn)冷凝狀態(tài)(稱為凝固前沿)，但在后面的金屬流的推動下，仍然進(jìn)行填充，當(dāng)與其相遇的金屬流同樣具有凝固前沿時，則相遇的凝固層不能再熔合，其接合處便呈現(xiàn)縫隙，這種縫隙便稱為冷隔。嚴(yán)重的冷隔對鑄件的使用有一定的妨礙，應(yīng)視鑄件的使用條件和冷隔的程度而定。

　　產(chǎn)生冷隔的原因有：

　　1.金屬流在型腔中分成若干股地進(jìn)行填充

　　2.溢流槽位置與金屬流股匯集處不吻合

　　3.合金澆入溫度過低

　　4.模具溫度過低

　　5.內(nèi)澆口速度太小

　　6.金屬流程過長

　　七、凹陷

　　鑄件表面上的癟下部位稱為凹陷，產(chǎn)生的原因有

　　1.鑄件的熱節(jié)部位填充滿(內(nèi)部有空洞)，收縮時，表皮層雖有一定的強度，但在不破裂的情況下，仍然受到內(nèi)部的收縮作用而表面呈現(xiàn)凹陷，即稱為縮凹。

　　2.填充時，氣體被擠在金屬流與型腔壁面之間而未被排除出去，該處即出現(xiàn)凹陷。這凹陷的表面光潔，多出現(xiàn)在型腔難以排氣，而鑄件則是端旁邊緣部位上。

　　3.在機(jī)器壓射機(jī)構(gòu)的性能較差(如舊的立式機(jī)器)的情況下，當(dāng)工作液壓力不穩(wěn)定，壓射壓力也不穩(wěn)定。推動金屬的壓力不連續(xù)，造成鑄件的表皮層不止一次地形成，但是每次表皮層的邊緣位置不同，前一次的表皮層有部分邊緣未被后一次所覆蓋，便產(chǎn)生條狀的凹陷。

　　4.模具型腔有殘留物，這在前面對產(chǎn)生欠鑄的原因中已經(jīng)提到過。但產(chǎn)生時凹陷，型腔的殘留物并不一定是片狀，而是帶有不規(guī)則的各種形狀，殘留物高出型面的高度也不大，故鑄件的入深度也較淺。

　　八、氣泡

　　鑄件表皮下，聚集氣體因熱脹將鑄件表面鼓起的泡，稱為氣泡。氣泡的表皮仍然是壓鑄表皮。產(chǎn)生的原因有：

　　1.型腔內(nèi)氣體過多

　　2.模具溫度過高(或冷卻通道失去作用)。

　　九、擦傷

　　鑄件的表面順著出模方向的拉傷痕跡，即為擦傷。它有兩種特征：

　　1.金屬流撞擊型壁后，引起金屬對型壁的強烈焊合或粘附(如同將稠糊狀泥漿用力擲在墻上的粘附現(xiàn)現(xiàn)象一樣，用力愈大，粘附愈多)，而當(dāng)粘附部位在脫模時，金屬被擠拉而把表皮層撕破，鑄件該部位就出現(xiàn)拉傷。

　　2.模具成形表面質(zhì)量較差時，鑄件脫模造成拉傷，多呈直線(脫模方向)的溝道，淺的不到0.1毫米，深的約有0.3毫米。

　　擦傷嚴(yán)重時，便產(chǎn)生粘模，鑄件甚至脫不出來。擦傷現(xiàn)象以鋁合金最為嚴(yán)重

　　產(chǎn)生擦傷的原因有：

　　1.成形表面斜度過小或有反斜度。

　　2.成形表面光潔度不夠，或加工紋向不對，或在脫模方向上平整度較差。

　　3.成形表面有碰傷。

　　4.涂料不足，涂料性質(zhì)不合要求。

　　5.金屬流撞擊型壁過劇。

　　6.鋁合金中含鐵量過低(小于0.6%)

　　7.金屬澆入溫度過高。

　　十一、網(wǎng)狀痕跡、網(wǎng)狀毛刺

　　模具零件熱裂造成鑄件表面上的痕跡和突出金屬刺，而又因模具熱裂多呈現(xiàn)網(wǎng)狀(放射狀)，當(dāng)熱裂程度較輕時，印在鑄件上的即為網(wǎng)狀痕跡;而熱裂程度嚴(yán)重時，常形成裂縫，鑄件上便有網(wǎng)狀毛刺。熔點愈高的合金，這種熱裂造成的　　現(xiàn)象愈嚴(yán)重。例如銅合金的模具，熱裂就較為嚴(yán)重。而黑色金屬壓鑄就更為嚴(yán)重。

　　壓鑄上的網(wǎng)狀痕跡一般是不作限制的。而網(wǎng)狀毛刺在輕微程度時，通常都允許的;當(dāng)達(dá)到嚴(yán)重程度時，則按使用條件而定。

　　造成模具熱裂的原因有：

　　1.內(nèi)澆口附近磨擦阻力最大，經(jīng)受熔融金屬的沖蝕最為嚴(yán)重，最易產(chǎn)生熱裂。

　　2.模具成型零件有較大平面是薄弱(實體厚度小)區(qū)域。

　　3.冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)不當(dāng)。

　　4.水劑涂料未經(jīng)過預(yù)熱，或噴涂不當(dāng)，對模具激冷過劇。

　　5.涂料有化學(xué)腐蝕作用(如氟化鈉)。

　　6.成型零件上鑲拼(包括型芯孔至邊緣過小)造成薄弱的部位，也會產(chǎn)生早期熱裂，但這熱裂是條紋狀的。同樣也再現(xiàn)痕跡和毛刺兩種。

　　7.推桿和型芯(壓鑄件為小圓孔)處于經(jīng)受金屬流沖蝕較劇烈的部位(如澆口、澆道)時，其配合的孔口上緣將產(chǎn)生早期熱裂，裂紋呈放射狀擴(kuò)展。使壓鑄件表面也會產(chǎn)生痕跡和毛刺。

　　8.模具材料有原始缺陷，鍛造工藝不當(dāng)、熱處理方法不對所造成的潛在裂紋。

　　十二、接痕

　　因模具零件的鑲拼、活動零件或分型接合處所造成的高低不平的印痕，稱為接痕。接痕交界的兩相鄰表面的斜度有同一方向的和方向相反的兩種。

　　十三、頂出元件痕跡

　　模具上頂出元件(如推桿)與鑄件接觸的頂面處于型腔內(nèi)的工作位置時，與原型面不一樣平齊，鑄件便出現(xiàn)頂出元件痕跡。

　　頂出元件痕跡又有凸出凹入兩種，其凸起高度和凹入深度應(yīng)根據(jù)鑄件要求而定。

　　十四：鑄件變形

　　鑄件的變形一般是指整體變形而言。常見的變形有翹曲、彎扭、彎曲等。

　　產(chǎn)生變形的原因有：

　　1.鑄件本身結(jié)構(gòu)不合理，凝固收縮產(chǎn)生變形。

　　2.模具結(jié)構(gòu)不合理(如活動型芯帶動、鑲拼不合理等)。

　　3.頂出過程中，頂出溫度過高(鑄件的)、頂出結(jié)構(gòu)不好、頂出有沖擊、頂出力不均衡，都會使鑄件產(chǎn)生變形。

　　4.已產(chǎn)生粘模，但尚未達(dá)到鑄件脫不出的情況下，頂出時也會產(chǎn)生變形。

　　5.澆口系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)(主要是溢流)布置不合理，引起收縮時的變形。

　　十五、鑄件幾何形狀、尺寸與圖紙不符

　　造成鑄件幾何、形狀與圖紙不符的原因有：

　　1.模具成形部分已損壞，但生產(chǎn)并未發(fā)現(xiàn)而繼續(xù)生產(chǎn)。

　　2.模具的活動成形部分(如滑塊)已不能保持在應(yīng)有的工作位置上(如楔緊不夠、裝固位置變動)。

　　3.模具分型面金屬物未清理干凈，致使與分型面有關(guān)的尺寸發(fā)生變動。

　　4.型腔中有殘留物。

　　十六、合金的化學(xué)成分不合標(biāo)準(zhǔn)

　　主要原因是：

　　1.熔煉過程沒有按工藝規(guī)程進(jìn)行。

　　2.保溫時間、熔點低的元素容易燒損，成分發(fā)生變化。

　　3.保溫時間過長，坩堝受到浸蝕，坩堝的某些元素滲入合金中，這一現(xiàn)象以鑄鐵坩堝較為明顯，使合金的鐵含量有所增加，其中又以鋁合金最為嚴(yán)重

　　4.回爐料管理不善，不同牌號的合金混雜，回爐料的等級未嚴(yán)格區(qū)分。

　　5.回爐料與新料配比不當(dāng)。

　　6.原材料進(jìn)廠時未作分析鑒定。

　　7.配制合金時，配料計算不正確，加料有錯誤，稱重不準(zhǔn)。

　　十七、合金的機(jī)械性能不合標(biāo)準(zhǔn)

　　主要原因是：

　　1.合金的化學(xué)成分中對機(jī)械性能有主要影響的元素含量不對，特別是雜質(zhì)含量過高。

　　2.保溫時間過長或過熱溫度過高，合金晶粒粗大。

　　3.熔煉不正確。

　　4.回爐料與新料配比不當(dāng)，回爐料過多或回爐料未加分級。

　　5.合金錠在室外露天堆放，氧化物過多。

　　6.試棒澆注過程不合要求。