鋅合金壓鑄件起泡缺陷分析

1、鋅合金壓鑄件起泡缺陷分析鋅合金壓鑄件目前廣泛應用于各種裝飾方面，如家具配件、建筑裝飾、浴室配件、燈飾零件、玩具、領帶夾、皮帶扣、各種金屬飾扣等，因而對鑄件表面質量要求高，并要求有良好的表面處理性能。而鋅合金壓鑄件最常見的缺陷是表面起泡。1. 缺陷表征：壓鑄件表面有突起小泡。 · 壓鑄出來就發(fā)現(xiàn)。 · 拋光或加工后顯露出來。 · 噴油或電鍍后出現(xiàn)。 2. 產生原因： 1孔洞引起：主要是氣孔和收縮機制，氣孔往往是圓形，而收縮多數(shù)是不規(guī)則形。（1）氣孔產生原因：a 金屬液在充型、凝固過程中，由于氣體侵入，導致鑄件表面或內部產生孔洞。b 涂料揮發(fā)出來的氣體侵入。c 合金液

2、含氣量過高，凝固時析出。當型腔中的氣體、涂料揮發(fā)出的氣體、合金凝固析出的氣體，在模具排氣不良時，最終留在鑄件中形成的氣孔。（2）縮孔產生原因： a 金屬液凝固過程中，由于體積縮小或最后凝固部位得不到金屬液補縮，而產生縮孔。b 厚薄不均的鑄件或鑄件局部過熱，造成某一部位凝固慢，體積收縮時表面形成凹位。由于氣孔和縮孔的存在，使壓鑄件在進行表面處理時，孔洞可能會進入水，當噴漆和電鍍后進行烘烤時，孔洞內氣體受熱膨脹；或孔洞內水會變蒸氣，體積膨脹，因而導致鑄件表面起泡。2晶間腐蝕引起：鋅合金成分中有害雜質：鉛、鎘、錫會聚集在晶粒交界處導致晶間腐蝕，金屬基體因晶間腐蝕而破碎，而電鍍加速了這一禍害，受晶間腐

3、蝕的部位會膨脹而將鍍層頂起，造成鑄件表面起泡。特別是在潮濕環(huán)境下晶間腐蝕會使鑄件變形、開裂、甚至破碎。（如右圖1）3裂紋引起：水紋、冷隔紋、熱裂紋。· 水紋、冷隔紋：金屬液在充型過程中，先進入的金屬液接觸型壁過早凝固，后進入金屬液不能和已凝固金屬層熔合為一體，在鑄件表面對接處形成疊紋，出現(xiàn)條狀缺陷，見圖2。水紋一般是在鑄件表面淺層；而冷隔紋有可能滲入到鑄件內部。 · 熱裂紋： a 當鑄件厚薄不均，凝固過程產生應力；b 過早頂出，金屬強度不夠；c 頂出時受力不均d 過高的模溫使晶粒粗大；e 有害雜質存在。以上因素都有可能產生裂紋。當壓鑄件存在水紋、冷隔紋、熱裂紋，電鍍時溶液會

4、滲入到裂紋中，在烘烤時轉化為蒸氣，氣壓頂起電鍍層形成起泡。3. 解決缺陷方案： I. 控制氣孔產生，關鍵是減少混入鑄件內的氣體量，理想的金屬流應不斷加速地由噴嘴經過分流錐和澆道進入型腔，形成一條順滑及方向一致的金屬流，采用錐形流道設計，即澆流應不斷加速地由噴嘴向內澆口逐漸減少，可達到這個目的。在充填系統(tǒng)中，混入的氣體是由于湍流與金屬液相混合而形成氣孔，從金屬液由澆鑄系統(tǒng)進入型腔的模擬壓鑄過程的研究中，明顯看出澆道中尖銳的轉變位和遞增的澆道截面積，都會使金屬液流出現(xiàn)湍流而卷氣，平穩(wěn)的金屬液才有利于氣體從澆道和型腔進入溢流槽和排氣槽，排出模外。 II. 對于縮孔：要使壓鑄凝固過程中各個部位盡量同時

5、均勻散熱，同時凝固?？赏ㄟ^合理的水口設計，內澆口厚度及位置，模具設計，模溫控制及冷卻，來避免縮孔產生。 III. 對于晶間腐蝕現(xiàn)象：主要是控制合金原料中有害雜質含量，特別是鉛<0.003。注意廢料帶來的雜質元素。 IV. 對于水紋、冷隔紋，可提高模具溫度，加大內澆口速度，或在冷隔區(qū)加大溢流槽，來減少冷隔紋的出現(xiàn)。 V. 對于熱裂紋：壓鑄件厚薄不要急劇變化以減少應力產生；相關的壓鑄工藝參數(shù)作調整；降低模溫。 1. 實例分析： 案例一：旋鈕（圖3）現(xiàn)象：鍍鉻后表面有明顯的起泡化學分析：發(fā)現(xiàn)有害元素鉛含量為0.016，超過標準3倍（0.004）。極易造成壓鑄件晶間腐蝕。金相分析：起泡處電鍍層與

6、金屬基體脫離，電鍍層起泡的位置有明顯的水紋（在顯微狀態(tài)下呈裂紋狀）。（圖4）圖3圖4缺陷產生分析原因：1. 鉛含量過高，使金屬顆粒之間的邊界層內發(fā)生腐蝕而破碎，電鍍時受晶間腐蝕部位膨脹而將鍍層頂起來。 2. 鑄件表面有水紋、冷隔紋，電鍍溶液滲入裂紋中，在烘干時轉化為蒸氣，造成頂起鍍層而形成氣泡。 解決辦法：1. 提高合金化學成份，特別是有害雜質鉛。熔煉操作時防止廢料把雜質帶入。 2. 提高模具溫度和加大澆口速度可以減少水紋產生。 案例二：同樣的零件，同樣的缺陷，卻有不同的產生原因。鑄件：有線電視接頭現(xiàn)象：鑄件a和鑄件b在電鍍后都出現(xiàn)起泡鑄件a化學分析：含鉛量為0.016%有害雜質鉛超出標準。金相分析：出現(xiàn)晶間腐蝕結論：精簡腐蝕導致起泡鑄件b化學分析：含鉛量0.004%，合金成分符合要求金相分析：鑄件表面出現(xiàn)冷隔裂紋結論：冷隔裂紋導致起泡案例三：浴室配件（支架座）現(xiàn)象：鑄件表面脹起，帶有微裂紋化學分析：合金成份符合要求金相分析：發(fā)現(xiàn)大量氣孔缺陷原因：a. 過早開模頂出鑄件; b.頂出時模溫可能