压铸常见缺陷原因及其改善方法
压铸件常见缺陷及解决办法

压铸件常见缺陷及解决办法
1、尖角缺陷:表现为在压铸件的边缘和表面出现尖利的角,其
原因是模具的固定不牢,模具合模前没有铂精加光等操作,模具和表
面间的空隙较大,导致铸件连续流和溅射的金属物料的冷凝无法完全
填充到模具内。
解决办法是在压铸件的模具制作中要注意模具的固定,还要在合模前进行铂精加光,使模具缝隙尽量控制在最小。
2、翘曲缺陷:表现为铸件胚体过大或模具设计不当,导致部分
孔表面被填充的金属物料过度凝固后发生变形。
解决办法是提高铸件
的成型质量,在模具设计时应注意做到模具中高低正常,同时要增加
相应的引流装置,降低铸件表面在压铸过程中的温度,减少物料凝固
时间。
3、凹槽缺陷:表现为压铸件内壁或内孔出现浅深不均、粗糙凹槽,一般出现在内壁与模穴孔面间,其原因是模具合模时并未完全排
除空气,另外铸件内孔口位、形喉与内壁模穴间距过大,空气中的熔
融物料的细沙子难以充分清除也会导致此缺陷的产生。
解决办法是采
取真空压铸成型,即采用真空室和真空阀将空气真空,以消除空气;
另外应改变合模方式和模具设计,减少内孔口位与形喉与内壁模穴间距。
常见压铸件缺陷及解决方法

常见压铸件缺陷及解决方法常见的压铸件缺陷包括疏松、气孔、烧结、裂纹、砂眼等。
下面将对这些缺陷进行逐一解释,并提供相应的解决方法。
1.疏松:疏松是由于熔融金属凝固时形成的气体或未熔化的固体杂质在压铸件内部形成气孔而导致的。
疏松不仅会降低压铸件的强度和硬度,还会引起气门席位不密封、变形等问题。
解决方法包括合理选择冷料铸造工艺、提高铸型制备技术、优化压铸工艺参数等。
2.气孔:气孔是由于熔金属在充型过程中,未排出液态金属中的气体而形成的。
气孔通常呈现为孔洞状,会严重影响压铸件的表面质量和机械性能。
解决方法包括改善金属液的质量、提高模具排气性能、优化压铸工艺参数、采用真空压铸等。
3.烧结:烧结是指在压铸过程中,由于金属在高温高压条件下与模具接触过久而发生的表面热蚀伤。
烧结会引起表面孔洞、氧化和金属元素丢失等问题。
解决方法包括使用合适的模具材料、降低模具温度、缩短冷却时间等。
4.裂纹:压铸件中的裂纹可以是细小的微裂纹,也可以是较大的结构性裂纹。
裂纹会导致压铸件的破坏、漏气和泄漏等问题。
解决方法包括增加浇注系统的冷却时间、提高模具的强度和刚度、优化压铸工艺参数等。
5.砂眼:砂眼是因为铸件表面存在颗粒状材料,如砂粒等而形成的凹陷或凸起。
砂眼会影响压铸件的美观性和表面质量。
解决方法包括优化型腔冷却系统、提高浇注系统的冷却时间、改善铸型制备工艺等。
总的来说,要解决常见的压铸件缺陷,需要从改善熔融金属的质量、优化模具设计和制备工艺、调整压铸工艺参数等多个方面入手。
此外,还需要采用适当的检测手段,如金相分析、X射线检测、超声波检测等,对压铸件进行质量检验,及时排除可能存在的缺陷。
常见压铸件缺陷及解决方法

常见压铸件缺陷及解决方法一、流痕其他名称:条纹。
特征:铸件表面上呈现与金属液流动方向相一致的,用手感觉得出的局部下陷光滑纹路。
此缺陷无发展方向,用抛光法能去处。
产生原因:1、两股金属流不同步充满型腔而留下的痕迹。
2、模具温度低,如锌合金模温低于150℃,铝合金模温低于180℃,都易产生这类缺陷。
3、填充速度太高。
4、涂料用量过多。
排除措施:1、调整内浇口截面积或位置。
2、调整模具温度,增大溢流槽。
3、适当调整填充速度以改变金属液填充型腔的流态。
4、涂料使用薄而均匀。
二、冷隔,水纹其他名称:冷接(对接),水纹。
特征:温度较低的金属流互相对接但未熔合而出现的缝隙,呈不规则的线形,有穿透的和不穿透的两种,在外力的作用下有发展的趋势。
产生原因:1、金属液浇注温度低或模具温度低。
2、合金成分不符合标准,流动性差。
3、金属液分股填充,熔合不良。
4、浇口不合理,流程太长。
5、填充速度低或排气不良。
6、比压偏低。
排除措施:1、适当提高浇注温度和模具温度。
2、改变合金成分,提高流动性。
3、改进浇注系统,加大内浇口速度,改善填充条件。
4、改善排溢条件,增大溢流量。
5、提高压射速度,改善排气条件。
6、提高比压三、擦伤其他名称:拉力、拉痕、粘模伤痕。
特征:顺着脱模方向,由于金属粘附,模具制造斜度太小而造成铸件表面的拉伤痕迹,严重时成为拉伤面。
产生原因:1、型芯、型壁的铸造斜度太小或出现倒斜度。
2、型芯、型壁有压伤痕。
3、合金粘附模具。
5、型壁表面粗糙。
6、涂料常喷涂不到。
7、铝合金中含铁量低于%。
排除措施:1、修正模具,保证制造斜度。
2、打光压痕。
3、合理设计浇注系统,避免金属流对冲型芯、型壁,适当降低填充速度。
4、修正模具结构。
5、打光表面。
6、涂料用量薄而均匀,不能漏喷涂料。
7、适当增加含铁量至~%。
四、凹陷其他名称:缩凹、缩陷、憋气、塌边。
特征:铸件平滑表面上出现的凹瘪的部分,其表面呈自然冷却状态。
产生原因:1、铸件结构设计不合理,有局部厚实部位,产生热节。
压铸件常见缺陷及解决办法手册 (完整版)

产生原因分析判断及解决办法1、金属液浇注温度低或模具温度低;2、合金成分不符合标准,流动性差;3、金属液分股填充,熔合不良;4、浇口不合理,流程太长;5、填充速度低或排气不良;6、压射比压偏低。
1、产品发黑,伴有流痕。
适当提高浇注温度和模具温度;2、改变合金成分,提高流动性;3、烫模件看铝液流向,金属液碰撞产生冷隔出现一般为涡旋状,伴有流痕。
改进浇注系统,改善内浇口的填充方向。
另外可在铸件边缘开设集渣包以改善填充条件;4、伴有远端压不实。
更改浇口位置和截面积,改善排溢条件,增大溢流量;5、产品发暗,经常伴有表面气泡。
提高压射速度,6、铸件整体压不实。
提高比压(尽量不采用)。
缺陷1 ---- 冷隔缺陷现象:温度较低的金属流互相对接但未熔合而出现的缝隙,呈不规则的线形,有穿透的和不穿透的两种,在外力的作用下有发展的趋势。
其他名称:冷接(对接)缺陷2 ---- 擦伤其他名称:拉伤、拉痕、粘模伤痕缺陷现象:顺着脱模方向,由于金属粘附,模具制造斜度太小而造成铸件表面的拉伤痕迹,严重时成为拉伤面甚至产生裂纹。
产生原因 分析判断及解决办法 1、型芯、型壁的铸造斜度太小或出现倒斜度; 2、型芯、型壁有压痕; 3、合金粘附模具;4、铸件顶出偏斜,或型芯轴线偏斜;5、型壁表面粗糙;6、涂料常喷涂不到;7、铝合金中含铁量低于0.6%; 8、合金浇注温度高或模具温度太高;9、浇注系统不正确, 直接冲击型壁或型芯 ; 10、填充速度太高;11、型腔表面未氮化。
1、产品一般拉出亮痕,不起毛。
修正模具,保证制造斜度; 2、产生拉毛甚至拉裂。
打光压痕、更换型芯或焊补型壁; 3、拉伤起毛。
抛光模具; 4、单边大面积拉伤,顶出时有异声修正模具结构; 5、拉伤为细条状,多条。
打磨抛光表面; 6、模具表面过热,均匀粘铝。
涂料用量薄而均匀,不能漏喷涂料; 7、型腔表面粘附铝合金。
适当增加含铁量至0.6~0.8%;8、型腔表面粘附铝合金,尤其是内浇口附近。
压铸件缺陷产生原因及对应措施

1.降低浇注温度,减少收缩量 2.提高压射比压及增压压力,提高致密 性 3.修改内浇口,使压力更好传递,有利 于液态金属补缩作用 4.改变铸件结构,消除金属积聚部位, 壁厚尽可能均匀 5.加快厚大部位冷却 6.加厚料柄,增加补缩的效果
3
夹杂
1.炉料不洁净,回炉料太多 混入压铸件内的金属或非金属 2.合金液未精炼 杂质,加工后可看到形状不规 3.用勺取液浇注时带入熔渣 则,大小、颜色、亮度不同的 4.石墨坩埚或涂料中含有石墨脱落混 点或孔洞 入金属液中 5.保温温度高,持续时间长 1.铝合金中杂质锌、铁超过规定范围 铸件基体金属晶粒过于粗大或 2.合金液过热或保温时间过长,导致 极小,使铸件易断裂或磁碎 晶粒粗大 3.激烈过冷,使晶粒过细 1.压力不足,基体组织致密度差 2. 内部缺陷引起,如气孔、缩孔、渣 压铸件经耐压试验,产生漏气 孔、裂纹、缩松、冷隔、花纹 、渗水 3.浇注和排气系统设计不良 4.压铸冲头磨损,压射不稳定 机械加工过程或加工后外观检 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 常常显示出不同的亮度 一、非金属硬点: 1.混入了合金液表面的氧化物 2.合金与炉衬的反应物 3.金属料混入异物 4.夹杂物
铸件缺陷产生原因及应对措施
一、表面缺陷
序号 缺陷名称 特征
沿开模方向铸件表面呈现条状 的拉伤痕迹,有一定深度,严 重时为一面状伤痕;另一种是 金属液与模具产生焊合、粘附 而拉伤,以致铸件表面多肉或 缺肉
产生原因
1.型腔表面有损伤 2.出模方向斜度太小或倒斜 3. 顶出时偏斜 4.浇注温度过高或过低、模温过高 导 致合金液产生粘附 5.脱模剂使用效果不好 6. 铝合金成分铁含量低于 7.冷却时间过长或过短 1.合金液在压室充满度过低,易产生 卷气,压射速度过高 2. 模具排气不良 3. 熔液未除气,熔炼温度过高 4.模温过高,金属凝固时间不够,强 度不够,而过早开模顶出铸件,受压 气体膨胀起来 5.脱模剂太多 6.内浇口开设不良,充填方向不顺
压铸件铸造缺陷不良改善对策

压铸件铸造缺陷不良改善对策缺陷名称特征产生原因防止方法拉伤沿开模方向铸件表面呈现条状的拉伤痕迹,有一定深度,严重时为一面状伤痕。
另一种是金属液与模具产生焊合、粘附而拉伤,以致铸件表面多肉或缺肉。
1、型腔表面有损伤、出模方向斜度太小或倒斜 23、顶出时偏斜4、浇注温度过高或过低,模温过高导致合金液产生粘附5、脱模剂使用效果不好6、铝合金成分含铁量低于0.6%7、冷却时间过长或过短1、修理模具表面损伤处,修正斜度,600细油石顺磨提高光洁度2、调整或更换顶杆,使顶出力平衡3、更换离型剂4、调整合金含铁量5、控制合适的浇注温度,控制模具温度6、修改内浇口,避免直冲型芯型壁或对型芯表面进行特殊处理气泡铸件表面有米粒大小的隆起表皮下形成的空洞 1、合金液在压室充满度过低,易产生卷气,压射速度过高2、模具排气不良3、溶液未除气,熔炼温度过高4、模温过高,金属凝固时间不够,强度不够,而过早开模顶出铸件,受压气体膨胀起来5、脱模剂太多6、内浇口开设不良,充填方向不顺 1、提高金属液充满度 2、降低第一阶段压射速度,改变低速与高速压射切换点3、降低模温4、增设排气槽、溢流槽、充分排气5、调整熔炼工艺,进行除气处理6、留模时间延长7、减少脱模剂用量裂纹 1. 铸件表面有呈直线状或波浪形的纹路,狭小而长,在外力作用下有发展趋势2. 冷裂,开裂处金属没有被氧化3. 热裂,开裂处金属已经被氧化 1. 合金中含铁量过高或硅含量过低 2. 合金中有害杂质的含量过高,降低了合金的可塑性3. 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4. 模具:特别是型芯温度太低5. 铸件壁存有剧烈变之处,收缩受阻,尖角位形成应力6. 留模时间过长,应力大7. 顶出时受力不均匀 1. 正确控制合金成分,在某种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. 改变铸件结构,加大圆角,加大出模斜度,减少壁厚差3. 变更或增加顶出位置,使顶出受力均匀4. 缩短开模及抽芯时间5. 提高模温,保持模温稳定变形 1. 铸件几何形状与图纸不符2. 整体变形或局部变形 1. 铸件结构设计不良,引起不均匀收缩 2. 开模过早,铸件刚性不够3. 顶杆设置不当,顶出时受力不均匀4. 切除浇口方法不当5. 由于模具表面粗糙造成举报阻力大而引起顶出时变形 1. 改进铸件结构 2. 调整开模时间3. 合理设置顶杆位置及数量4. 选择合适的切除浇口方法5. 加强模具型腔表面抛光,减少托模阻力流痕、花纹 1. 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体颜色不一样的无方向性的纹路,无发展趋势 1. 首先进入型腔的金属液形成一个极薄的而又不完全的金属层后,被后来的金属液所弥补而留下的痕迹 2. 模温过低,模温不均匀3. 内浇道截面积过小及位置不当产生喷溅4. 作用于金属液的压力不足5. 花纹:涂料用量过多 1. 提高金属液温度2. 提高模温3. 调整内浇道截面积或位置4. 调整充填速度及压力5. 选用合适的涂料及调整用量冷隔 1. 铸件表面有明显的、不规则的、下陷线性纹路(有穿透与不穿透两种)形状细小而狭长,有的交接边缘光滑,在外力作用下有发展的可能 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,两股金属流结合力很薄弱 2. 浇注温度或压铸模温度偏低3. 选择合金不当,流动性差4. 浇道位置不对或流路过长5. 充填速度低6. 压射比压低 1. 适当提高浇注温度和模具温度 2. 提高压射比压,缩短充填时间3. 提高压射速度,同时加大内浇口截面积4. 改善排气、充填条件5. 正确选用合金,提高合金流动性变色、斑点 1. 铸件表面呈现出不同的颜色及斑点 1. 不合适的脱模剂2. 脱模剂用量过多,局部堆积3. 含有石墨的润滑剂中的石墨落入铸件表层4. 模温过低,金属液温度过低导致不规则的凝固引起 1. 更换优质脱模剂 2. 严格喷涂量及喷涂操作3. 控制模温4. 控制金属液温度网状毛翅 1. 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 1. 压铸模型腔表面龟裂2. 压铸模材质不当或热处理工艺不正确3. 压铸模冷热温差变化大4. 浇注温度过高5. 压铸模预热不足6. 型腔表面粗糙 1. 正确选用压铸模材料及热处理工艺 2. 浇注温度不易过高,尤其是高熔点合金3. 模具预热要充分4. 压铸模要定期或压铸一定次数后退火,消除内应力5. 打磨成型部分表面,减少表面粗糙度6. 合理选择模具冷却方法凹陷 1、铸件平滑表面上出现凹陷部位 1. 铸件壁厚相差太大,凹陷多产生在厚壁处2. 模具局部过热,过热部分凝固慢3. 压射比压低4. 由憋气引起型腔气体排不出,被压缩在型腔表面与金属液界面之间 2. 铸件壁厚设计尽量3. 模具局部领却调整4. 提高压射比压5. 改善型腔排气条件欠铸(缺料) 1、铸件表面有浇不足部位 1、流动性差原因: 1) 合金液吸气、氧化夹杂物,含铁量高,使其质量差而降低流动性 2) 浇注温度低或模温低2、充填条件不良:1) 比压过低2) 卷入气体过多,型腔的背压变高,充型受阻3、操作不良,喷涂料过度,涂料堆积,气体挥发不掉 1、提高合金液质量2、提高浇注温度或模具温度3、提高比压、充填速度4、改善浇注系统金属液的导流方式,在欠铸部位加开溢流槽、排气槽5、检查压铸机能力是否足够毛刺飞边 1. 压铸件在分型面边缘上出现金属薄片 1. 锁模力不够 2. 压射速度过高,形成压力冲击峰过高3. 分型面上杂物未清理干净4. 模具强度不够造成变形5. 镶块、滑块磨损与分型面不平齐 1. 检查合模力和增压情况,调整压铸工艺参数2. 清洁型腔及分型面3. 修理模具4. 最好是采用闭合压射结束时间控制系统,可实现无飞边压铸气孔(内部缺陷) 1. 解剖后外观检测或探伤检查,气孔具有光滑的表面、形状为圆形 1. 合金液导入方向不合理或金属液流动速度太高,产生喷射;过早堵住排气道或正面冲击壁而形成漩涡包住空气,这种气孔多产生排气不良或深腔处2. 由于炉料不干净或熔炼温度过高,使金属液中较多的气体没除净,在凝固时析出没能充分排出。
压铸件常见缺陷和处理

铸件常见缺陷和处理一、飞边:飞边就是铸件在分型面上(或活动部位处)突出过多的金属薄片。
产生的原因有:1.压射前机器的调整、操作不合适。
2.模具及滑块损坏,闭锁原件损坏3.模具镶块及滑块磨损4.模具强度不够造成变形5.分型面上杂物未清理干净6.投影面积计算不正确,超过锁模力二、气泡铸件表面下,聚齐气体因热胀将表面鼓起的泡,称为气泡。
产生的原因:1.模具温度过高2.金属液卷入气体过多3.涂料过多,浇入前未燃净,使挥发气体被包在铸件表面。
4.排气不畅5.开模过早三、孔穴孔穴包括气孔和缩孔气孔,气孔有两种:一种是金属液卷入气体形成内表面光亮和光滑、形状较为规则的孔洞,另一种是合金熔炼不正确或精炼不够,气体溶解于合金中。
压铸时,激冷甚剧,凝固很快,溶于金属中的气体来不及析出,使金属内的气体留在铸件内形成孔洞。
产生的原因有:1.浇口位置选择和导流不当,导致金属液进入型腔产生正面撞击及漩涡。
2.流道形状设计不良,3.压室充满度不够4.内浇口速度太高,形成端流。
5.排气不畅6.模具型腔位置太深7.机械加工于量太大8.涂料过多,在填充前未燃尽9.炉料不干净,精炼不良缩孔,铸件在凝固过程中,由于金属补充不足形成的暗色、形状不规则的孔洞。
产生的原因有:1.合金规范不合适,浇入温度过高2.金属液过热时间太长3.比压太低4.余料柄太薄,最终补压不到作用5.内浇口截面积过小(主要是厚度不够)6.溢流槽位置不对或容量不够7.铸件结构不合理,有热节部位,并且该处无法用溢流槽解决8.铸件的壁厚变化太大四、夹杂夹杂又称为夹物、砂眼、夹渣。
在铸件表面或内部形成不规则的孔穴部分或全部充塞着杂物,产生的原因有:1.炉料不干净2.合金精炼不够,熔渣未除净3.舀取金属液时带入熔渣及金属氧化物4.模具未清里干净5.涂料中石墨太多五、冷豆冷豆也称铁豆,其表现是嵌在铸件表面,未和铸件完全融合的金属颗粒,产生的原因有:1.浇注系统设置不当2.填充速度过快3.金属过早进入型腔六、麻面产生的原因是由于填充时,金属液分散成密集液滴,高速撞击型壁,结果形成具有强烈流向的细小、密集的麻点区域。
压铸常见缺陷原因及其改善方法

压铸常见缺陷原因及其改善方法1).冷紋:原因:熔汤前端的温度太低,相叠时有痕迹.改善方法:1.检查壁厚是否太薄(設計或制造) ,较薄的区域应直接充填.2.检查形狀是否不易充填;距离太远、封閉区域(如鳍片(fin) 、凸起) 、被阻挡区域、圆角太小等均不易充填.並注意是否有肋点或冷点.3.缩短充填时间.缩短充填时间的方法:…4.改变充填模式.5.提高模温的方法:…6.提高熔汤温度.7.检查合金成分.8.加大逃气道可能有用.9.加真空裝置可能有用.2).裂痕:原因:1.收缩应力.2.頂出或整缘时受力裂开.改善方式:1.加大圆角.2.检查是否有热点.3.增压时间改变(冷室机).4.增加或缩短合模时间.5.增加拔模角.6.增加頂出銷.7.检查模具是否有錯位、变形.8.检查合金成分.3).气孔:原因:1.空气夾杂在熔汤中.2.气体的来源:熔解时、在料管中、在模具中、离型剂.改善方法:1.适当的慢速.2.检查流道转弯是否圆滑,截面积是否渐減.3.检查逃气道面积是否够大,是否有被阻塞,位置是否位於最后充填的地方.4.检查离型剂是否噴太多,模温是否太低.5.使用真空.4).空蚀:原因:因压力突然減小,使熔汤中的气体突然膨胀,冲击模具,造成模具損伤.改善方法:流道截面积勿急遽变化.5).缩孔:原因:当金属由液态凝固为固态时所占的空间变小,假设无金属补充便会形成缩孔.通常发生在较慢凝固处.改善方法:1.增加压力.2.改变模具温度.局部冷却、噴离型剂、降低模温、.有时只是改变缩孔位置,而非消缩孔.6).脫皮:原因:1.充填模式不良,造成熔汤重叠.2.模具变形,造成熔汤重叠.3.夾杂氧化层.改善方法:1.提早切換为高速.2.缩短充填时间.3.改变充填模式,浇口位置,浇口速度.4.检查模具強度是否足夠.5.检查銷模裝置是否良好.6.检查是否夾杂氧化层.7).波紋:原因:第一层熔汤在外表急遽冷却,第二层熔汤流過未能将第一层熔解,却又有足夠的融合,造成組织不同.改善方法:1.改善充填模式.2.缩短充填时间.8).流动不良产生的孔:原因:熔汤流动太慢、或是太冷、或是充填模式不良,因此在凝固的金属接合处有孔.改善方法:1.同改善冷紋方法.2.检查熔汤温度是否稳定.3.检查模具温充是否稳定.9).在分模面的孔:原因:可能是缩孔或是气孔.改善方法:1.假设是缩孔,減小浇口厚度或是溢流井进口厚度.2.冷却浇口.3.假设是气孔,注意排气或捲气問题.10).毛边:原因:1.鎖模力缺乏.2.模具合模不良.3.模具強度缺乏.4.熔汤温度太高.11).缩陷:原因:缩孔发生在压件外表下面.改善方法:1.同改善缩孔的方法.2.局部冷却.3.加热另一边.12).积碳:原因:离型剂或其他杂质积附在模具上.改善方法:1.减小离型剂喷洒量.2.升高模温.3.选择适合的离型剂.4.使用软水稀釋离型剂.13).冒泡:原因:气体捲在铸件的外表下面.改善方式:1.減少捲气(同气孔).2.冷却或防低模温.14).粘模:原因:1.鋅积附在模具外表.2.熔汤冲击模具,造成模面损坏.改善方法:1.降低模具温度.2.降低划面粗糙度.3.加大拔模角.4.镀膜.5.改变充填模式.6.降氏浇口速度.引言:在纯铝中参加一些金属或非金属元素所熔制的铝合金是一种新型的合金材料,由于其比重小,比强度高,具有良好的综合性能,因此被广泛用于航空工业、汽车制造业、动力仪表、工具及民用器具制造等方面。
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压铸常见缺陷原因及其改善方法1).冷纹:原因:熔汤前端的温度太低,相叠时有痕迹.改善方法:1.检查壁厚是否太薄(设计或制造),较薄的区域应直接充填.2 .检查形状是否不易充填;距离太远、封闭区域(如鳍片(fin)、凸起)、被阻挡区域、圆角太小等均不易充填.并注意是否有肋点或冷点.3. 缩短充填时间.缩短充填时间的方法:…4. 改变充填模式.5. 提高模温的方法:…6. 提高熔汤温度.7. 检查合金成分.8. 加大逃气道可能有用.9. 加真空装置可能有用.2).裂痕:原因:1.收缩应力.2. 顶出或整缘时受力裂开.改善方式:1. 加大圆角.2. 检查是否有热点.3. 增压时间改变(冷室机).4. 增加或缩短合模时间.5. 增加拔模角.6. 增加顶出销.7. 检查模具是否有错位、变形.8. 检查合金成分.3).气孔:原因:1.空气夹杂在熔汤中.2. 气体的来源:熔解时、在料管中、在模具中、离型剂.改善方法:1. 适当的慢速.2. 检查流道转弯是否圆滑,截面积是否渐减.3. 检查逃气道面积是否够大,是否有被阻塞,位置是否位於最后充填的地方.4.检查离型剂是否喷太多,模温是否太低.5.使用真空.4) .空蚀:原因:因压力突然减小,使熔汤中的气体忽然膨胀,冲击模具,造成模具损伤.改善方法:流道截面积勿急遽变化.5) .缩孔:原因:当金属由液态凝固为固态时所占的空间变小,若无金属补充便会形成缩孔.通常发生在较慢凝固处.改善方法:1.增加压力.2.改变模具温度.局部冷却、喷离型剂、降低模温、.有时只是改变缩孔位置,而非消缩孔.6) .脱皮:原因:1.充填模式不良,造成熔汤重叠.2.模具变形,造成熔汤重叠.3.夹杂氧化层.改善方法:1.提早切换为高速.2.缩短充填时间.3.改变充填模式,浇口位置,浇口速度.4.检查模具强度是否足够.5.检查销模装置是否良好.6.检查是否夹杂氧化层.7) .波纹:原因:第一层熔汤在表面急遽冷却,第二层熔汤流过未能将第一层熔解,却又有足够的融合,造成组织不同.改善方法:1.改善充填模式.2.缩短充填时间.8) .流动不良产生的孔:原因:熔汤流动太慢、或是太冷、或是充填模式不良,因此在凝固的金属接合处有孔.改善方法:1.同改善冷纹方法.2.检查熔汤温度是否稳定.3.检查模具温充是否稳定.9) .在分模面的孔:原因:可能是缩孔或是气孔.改善方法:1.若是缩孔,减小浇口厚度或是溢流井进口厚度.2.冷却浇口.3.若是气孔,注意排气或卷气问题.10) .毛边:原因:1.锁模力不足.2.模具合模不良.3.模具强度不足.4.熔汤温度太高.11) .缩陷:原因:缩孔发生在压件表面下面.改善方法:1.同改善缩孔的方法.2.局部冷却.3.加热另一边.12) .积碳:原因:离型剂或其他杂质积附在模具上.改善方法:1.减小离型剂喷洒量.2.升高模温.3 •选择适合的离型剂.4 •使用软水稀释离型剂.13) .冒泡:原因:气体卷在铸件的表面下面. 改善方式:1. 减少卷气(同气孔).2. 冷却或防低模温.14) .粘模:原因:1.锌积附在模具表面.2.熔汤冲击模具,造成模面损坏. 改善方法:1. 降低模具温度.2. 降低划面粗糙度.3. 加大拔模角.4. 镀膜.5. 改变充填模式.6. 降氏浇口速度.引言:在纯铝中加入一些金属或非金属元素所熔制的铝合金是一种新型的合金材料,由于其比重小,比强度高,具有良好的综合性能,因此被广泛用于航空工业、汽车制造业、动力仪表、工具及民用器具制造等方面。
随着卫民经济的发展以及经济一体化进程的推进,其生产量和耗用量大有超过钢铁之势。
加强对铝合金材料性能的研究,保证铝合金铸件具有优良品质,既是我们每一个科技工作者义不容辞的责任,也是同我们的日常生活息息相关的头等大事。
本文结合作者铝合金铸件生产实践经验谈谈铝合金铸件气孔与预防问题。
1. 气孔类别由于铝合金具有严重的氧化和吸气倾向,熔炼过程中又直接与炉气或外界大气相接触,因此,如熔炼过程中控制稍许不当,铝合金就很容易吸收气体而形成气孔,最常见的是针孔。
针孔(gas porosity/pin-hole ),通常是指铸件中小于1mm的析出性气孔,多呈圆形,不均匀分布在铸件整个断面上,特别是在铸件的厚大断面和冷却速度较小的部位。
根据铝合金析出性气孔的分布和形状特征,针孔又可以分为三类①,即:(1) 点状针孔:在低倍组织中针孔呈圆点状,针孔轮廓清晰且互不连续,能数出每平方厘米面积上针孔的数目,并能测得出其直径。
[-[儿上机卅丄J-】种针孔容易与缩孔、缩松等予以区别开来。
(2) 网状针孔:在低倍组织中针孔密集相连成网状,有少数较大的孔洞,不便清查单位面积上针孔的数目,也难以测出针孔的直径大小。
(3) 综合性气孔:它是点状针孔和网状针孔的中间型,从低倍组织上看,大针孔较多,但不是圆点状,而呈多角形。
铝合金生产实践证明,铝合金因吸气而形成气孔的主要气体成分是氢气,并且其出现无一定的规律可循,往往是一个炉次的全部或多数铸件均存在有针孔现象;材料也不例外,各种成分的铝合金都容易产生针孔。
2. 针孔的形成铝合金在熔炼和浇注时,能吸收大量的氢气,冷却时则因溶解度的下降而不断析出。
有的资料介绍②,铝合金中溶解的较多的氢,其溶解度随合金液温度的升高而增大,随温度的下降而减少,由液态转变成固态时,氢在铝合金中的溶解度下降19倍。
(氢在纯铝中的溶解度与温度的关系见图1③)。
因此铝合金液在冷却的凝固过程中,氢的某一时刻,氢的含量超过了其溶解度即以气泡的形式析出。
因过饱和的氢析出而形成的氢气泡,来不及上浮排出的,就在凝固过程中形成细小、分散的气孔,即平常我们所说的针孔(gas porosity )。
在氢气泡形成前达到的过饱和度是氢气泡形核的数目的函数,而氧化物和其他夹杂物则在起气泡核心的作用在一般生产条件下,特别是在厚大的砂型铸件中很难避免针孔的产生。
在相对湿度大的气氛中溶炼和浇注铝合金,铸件中的针孔尤其严重。
这就是我们在生产中常常有纳闷干燥的季节总比多雨潮湿的时节铝合金铸件针孔缺陷少些的原因。
一般说来,对铝合金而言,如果结晶温度范围较大,则产生网状针孔的机率也就大得多③。
这是因为在一般铸造生产条件下,铸件具有宽的凝固温度范围,使铝合金容易形成发达的树枝状结晶。
在凝固后期,树枝状结晶间隙部分的残留铝液可能相互隔绝,分别存在于近似封闭的小小空间之中,由于它们受到外界大气压力和合金液体的静压作用较小,当残留铝液进一步冷却收缩时能形成一定程度的真空(即补缩通道被阻塞),从而使合金中过饱和的氢气析出而形成针孔。
3. 形成气孔的氢气的来源与析出铝合金中气孔的产生,是由于铝合金吸气而形成的,但气体分子状态的气体一般不能溶解于合金液中,只有当气体分子分解为活性原子时,才有可能溶解。
合金液中气体能溶解的数量多少,不仅与分子是否容易分解为活性原子有关,还直接与气体原子类别有关。
在铝合金熔炼过程中,通常接触的炉气有:氢气、氧气、水蒸气、二氧化碳、二氧化硫等,这些气体主要是由燃料燃烧后产生的,而耐火材料、金属炉料及熔剂、与气体接触的工具等也可以带入一定量的气体,如新砌的炉衬、炉子的耐火材料、坩埚等,通常需要使用几天或几周的时间,其化学结合的氢才能充分从粘结剂中释放出来。
一般而言,炉气成分是由燃料种类以及空气量来决定的。
普通焦炭坩埚炉,炉气成分主要为二氧化碳、二氧化硫和氮气;煤气、重油坩埚炉主要为水蒸气、氮气;而对目前大多数熔炼厂家使用的电炉熔炼来说,炉气成分主要是氢气。
因此,采用不同的熔炼炉熔炼时,铝合金的吸气量和产生气孔的程度是不同的。
铝合金生产实践证明,氢是唯一能大量溶解于铝或铝合金中的气体,是导致铝合金形成气孔的主要原因,是铝合金中最有害的气体,也是铝合金中溶解度最大的气体。
在铸件凝固过程中由于氢的析出而产生的孔隙,不仅减少了铸件的实际截面积而且是裂纹源。
惰性气体不能溶于铝或铝合金,其他气体一般与铝或铝合金反应形成铝的化合物,如AI2O3、AICI3、AIN、AI4C3等等。
由图1可知,氢在液态铝或铝合金中的溶液解度很大,而几乎不溶解于固态铝(在室温条件下,其溶解度约在%以下)。
温席「y〕图一. 隸塞由中前耀綽凄写淪空的圭东在铝合金熔炼时,周围空气中的氢气含量并不多,氢的最通常的来源是铝和水蒸气的反应,而水蒸气主要来源于炉气中的水分、设备及工具吸附的水分、一些材料的结晶水与铝锈AI(OH)2分解出来的水分等,其反应式如下:3H2O水蒸气)+2AI=AI2O3+6[H](1)含镁铝合金由于还发生下列反应,更容易吸收氢:H2O水蒸气)+ Mg=MgO+2[H](2)另外,金属炉料或回炉料带入的油污、有机物、盐类熔剂等与铝液反应也能生成氢:4mAI+3CmH n=mAI4C3+3 n[ H] (3)镁、钠、锂可以改变铝的表面的氧化膜,使活性氢原子容易进入;金属氟和铍则能在铝的表面形成更致密的氧化膜,降低氢向铝液或铝合金中扩散的速度,对铝合金起到保护作用。
形成氢化物的元素,如钙、钛、锂、铯等金属均能强烈地扩大氢在铝液中的溶解度。
不同温度下活性氢原子在铝液或铝合金中的溶解度见表1。
4. 气孔对铝合金铸件性能的影响针孔对铝合金性能的影响主要表现在能使铸件组织致密度降低,力学性能下降。
为此,在铝合金铸件生产实践中,加强对气孔等级对力学性能的影响研究,通过控制针孔等级来保证铝合金铸件品质是非常重要的。
针孔等级评定,低倍检验按GB10851-89进行,当有争议时按表2规定执行;X射线照相按GB11346-89铝合金铸件针孔分级标准执行,该标准选用目前工业生产中常用的两种合金ZL101(Al-Si-Mg系)和ZL201 (Al-Cu-Mn系),并在T4状态测定6b和c5的试验结果表明(ZL101T4 ZL201ST4各种针孔试样的力学性能分别见表3、表4): 铸件力学性能与针孔等级之间是线性相关关系,随着针孔等级级别增加,力学性能逐步下降;针孔等级每增加一级,力学性6 b下降3%左右,c5下降5%左右。
对铝合金铸件切取性能试样要求,铸件允许存在的针孔级别详见GB9438-8亲軸巩惦倍扛时耶准这里应当指出的是,由于铸件壁厚效应的影响,即使针孔严重程度相同,壁厚大的部位力学性能下降,壁厚小的则较高。
由于铸件的力学性能取决于多种因素,不仅与针孔等级有关,还与合金的化学成分的波动、铸件的凝固速度、热处理效果、其他缺陷的存在因素有关,所以同一级别的针孔试样,力学性能将在一个相当大的范围内波动。
5. 铝合金铸件针孔形成的主要因素综上所述,针孔是铝合金铸件中容易出现的且对铸件品质造成一定影响的一种铸造缺陷,氢是造成针孔的主要原因(有的资料介绍,铝液中所溶解的气体中80%-90混氢),而氢的主要来源是水蒸气分解所产生的。