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汽车铝合金压铸件内部缺陷问题大全及解决办法

发布日期:2024-02-28 浏览次数:2568

铝合金材料作为市面汽车轻量化材料之一被汽车零部件压铸企业广泛使用。铝合金压铸件在实际生产过程中会因为各种因素影响品质。小编为大家分享一篇《铝合金压铸问题大全及解决办法》的技术文章,希望行业内的压铸人士有帮助!

一、表面铸造缺陷

1.1拉伤

(1)特征:

①沿开模方向铸件表面呈线条状的拉伤痕迹,有一定深度,严重时为整面拉伤;

金属液与模具表面粘黏,导致铸件表面缺料

(2)产生原因:

①模具型腔表面有损伤;

②出模方向无斜度或斜度过小;

③顶出不平衡;

④模松动:

⑤浇铸温度过高或过低,模具温度过高导致合金液粘附;

⑥脱模剂使用效果不好:

⑦铝合金成分含铁量低于O.8%;目冷却时间过长或过短。

(3)处理方法:

①修理模具表面损伤;②修正斜度,提高模具表面光洁度;③调整顶杆,使顶出力平衡;④紧固模具;⑤控制合理的浇铸温度和模具温度180-250 ;⑥更换脱模剂:⑦调整铝合金含铁量; @调整冷却时间;⑨修改内浇口,改变铝液方向。

1.2气泡

(1 )特征:

铸件表面有米粒大小的隆起表皮下形成的空洞。

(2)产生原因

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,充填方向交接。

(3)处理方法

①改小压室直径,提高金属液充满度;

②延长压射时间,降低阶段压射速度,改变低速与高速压射切换点;

③降低模温,保持热平衡;

④增设排气槽、溢流槽,充分排气,及时清除排气槽_上的油污、废料;

⑤调整熔炼工艺,进行除气处理;

⑥留模时间适当延长:

⑦减少脱模剂用量。

1.3裂纹

(1)特征:

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冷裂隙开裂处金属没被氧化;

③热裂-开裂处金属已被氧化。

(2)产生原因:

①合金中铁含量过高或硅含量过高;

②何孚有害杂质的含量过高,降低了合金的塑性;

③铝硅铜合金含锌量过高或含铜量过低;

④模具,特别是模腔整体温度太低;

⑤铸件壁厚、薄存有剧烈变化之处收缩受阻,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。

(3)处理方法:

①正确控制合金成分,在某些情况下可在合金中加纯铝锭降低合金中含镁量或铝合金中加铝硅中间合金以提高硅含量;

②改变铸件结构,加角,改变出模斜度,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提高模温,保持模具热平衡。

1.4变形

(1)特征:

①整体变形或局部变形;

②压铸件几何形状图纸不符。

(2)产生原因:

①铸件结构不良;

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;

④进浇口位置或浇口厚度太厚,切除浇口时容易变形;

⑤模具局部表面粗糙造成阻力大,产品顶出时变形;于模具局部温度过高,产品未完全固化,顶出时力大,引起产品变形。

(3 )处理办法:

①改进铸件结构;

②合理调整保压和开模日;

③合理设置顶出位置及顶杆数量,更好用4根,开阔的地方;

④改变浇口位置,使浇口有-个点,减小浇口厚度,以能保证产品的铸造质量为准这样切除浇口时产品就不容易变形;

⑤加强模面处理,减少脱模阻力;

⑥对局部模具温度进行亏控制,保持模具热平衡。

1.5流痕、花纹

(1)特征:

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的无方向性的纹路,无发展趋势。

(2)产生原因:

①首先进入型腔的金属液形成--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。

(3)处理方法:

①提高金属液温度620%~650C;

②提高模温,保持200~C-250"(2的热平衡;

③加厚内浇道截面积改变进口位置;

④调整 充填速度及压射时间行程长度;

⑤选用合适的涂料及调整对比浓度用量。

1.6冷隔

(1)特征

压铸件表面有明显的、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;

(2)产生原因:

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填充速度低,压射比压低。

(3)处理方法:

①适当提高浇注温度和模具温度;

②提高压射比压,缩短填充时间;

③提高压射速度,同时加大内浇口截面积;

④改善排气、填充条件;

⑤正确选用合金,提高合金流动性。

1.7色、斑点

(1)特征:

铸件表面上呈现出不同的颜色及斑点。

(2)产生原因:

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。

(3)处理方法:

①更换优质脱模剂;

②严格喷涂量及喷涂操作;

③控制模温,保持热平衡;

④控制金属液温度。

1.8网状毛翅

(1)特征:

压铸件表面上有网状发丝一样凸起和凹陷的痕迹,随压铸次数增加而不断扩大和延伸。

(2)产生原因:

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;”因备注温度过高,压铸模预热不足,圆型腔表面粗糙。

(3)处理方法:

①正确选用压铸模具及热处尤其是高场点合金,②模具预热更分热处理工艺,四凌注温度不直过高,更充分,④模具5完成制造后进行低溫长。①流动性差原因;②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;③浇注温度低或模温低;④充填条件不良;⑤比压过低;⑥卷入气体过多,型腔的背压变高,充型受阻;⑦操作不良,喷涂料过度,涂料堆积,气体挥发不掉。

时效处理或对表面进行化学氧化处理;⑤打磨成型部分表面,减少表面粗糙度Ra值,Ra0. 8~Ra0. 4;⑥合理选择模具冷却方法;⑦避免对模具表面的强冷却。

1.9IEI陷

(1)特征:

铸件平滑表面.上出现凹陷部位。

(2)产生原因:

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由模具高温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。

(3)处理方法:

①铸件壁厚设计尽量均匀;②模具局部冷却调整;③提高压射比压;④改善型腔排气条件。

1.10欠铸

(1)特征:

铸件表面有浇不足部位;轮廓不清。

(2)产生原因:

①流动性差原因;

②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;

③浇注温度低或模温低;

④充填条件不良;

⑤比压过低;

⑥卷入气体过多,型腔的背压变高,充型受阻;

⑦操作不良,喷涂料过度,涂料堆积,气体挥发不掉。

(3)处理方法:

①D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。

1.11毛刺飞边

(1 )特征:

压铸件在分型面边缘上出现金属薄片。

(2)产生原因:

①锁模不够;

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、滑块磨损与分型不平齐。

(3)处理方法:

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修整模具;

④更好是采用闭合压射结束时间控制系统,可实现无飞边压铸.。

二、压铸件内部缺陷

2.1气孔

(1)特征及检查方法:

解剖后外观检查或探伤检查,气孔具有光滑的表面、形状为圆形。

(2)产生原因:

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;

②过早堵住排气道或正面冲击壁而形成漩涡包住空气气,这种气孔多产生于排气不良或深腔处;

③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;

④涂料发气量大或使用过多,在浇注前未浇净,使气体卷入铸件,这种气体多呈暗灰色表面;高速切换点不对。

(3)处理方法:

①采用干净炉料,控制熔炼温度,进行排气处理;

②选择合理工艺参数、压射速度、高速切换点;

③引导金属液压力平衡,有序充填型腔,有利气体排出;

④排气槽、溢流槽要有足够的排气能力;

⑤选择发气量小的涂料及控制排气量。

2.2缩孔、缩松

(1)特征及检查方法:

①解剖或探伤检查,孔洞形状不规则、不光滑、表面呈暗色;

②大而集中为缩孔小而分散为缩松。

(2)产生原因:

①铸件在凝固过程中,因产生收缩而得不到金属补偿而造成孔穴;

②浇注温度过高,模温梯度分布不合理;

③压射比压低,增压压力过低;

④内浇口较薄、面积过小,过早凝固,不利于压力传递和金属液补缩;

⑤铸件结构上有热节部位或截面变化剧烈;

⑥金属液浇注量偏小,余料太薄,起不到补缩作用。

(3)处理方法:

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15~30mm,增加缩的效果。

2.3夹杂

(1)特征及检查方法:

混入压铸件内的金属或非金属杂质,加工后可看到状态不规则,大小、颜色、高度不同的点或孔洞。

(2)产生原因:

①炉料不洁净,回炉料太多;②合金液未精炼;③用勺取液浇注时带入熔渣;④石墨坩埚或涂料中含有石墨脱落混入金属液中;⑤保温时温度高,持续时间长。

(3)处理方法:

①使用清洁的合金料,特别是回炉料上脏物必须清理干净;

②合金熔液须精炼除气气,将熔渣清干净;

③用勺取液浇注时,仔细拨开液面,避免混入熔渣和氧化皮;

④清理型腔、压室;

⑤控制保温温度和减少保温时间。

2.4脆性

(1 )特征及检查方法:

铸件基体金属晶粒过于粗大或极小,使铸件易断裂或碰碎。

(2)产生原因:

①铝合金中杂质锌、铁、铅、锡超过规定范围;

②合金液过热或保温时间过长,导致晶粒粗大;

③激烈过冷,使晶粒过细。

(3)处理方法:

①严格控制金属中杂质成分;

②控制熔炼工艺,降低浇注温度;

③提高模具温度。

2.5渗漏

(1)特征及检查方法:

压铸件经耐压试验,产生漏气、渗水。

(2)产生原因:

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、渣孔、裂纹、缩松、冷隔、花纹;

③浇注和排气系统设计不良;

④压铸冲头磨损,压射不稳定。

(3)处理方法:

①提高比压;

②针对内部缺陷采取相应措施;

③改进浇注系统和排气系统;

④进行浸渗处理,弥补缺陷;

⑤更换压室、冲头。

2.6非金属硬点

(1 )特征及检查方法:

机械加工过程或加工后外观检查或金相检查发现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。

(2)产生原因:

①非金属硬点;

②混入了合金液表面的氧化物;

③铝合金与炉衬的反应物;

④金属料潜入异物;

⑤夹杂物。

(3)处理方法:

①铸造时不要把合金液表面的氧化物舀入勺内;

②清除铁坩埚表面的氧化物后,再上涂料。及时清理炉壁,炉底的残渣;

③清除勺子等工具上的氧化物;

④使用与铝不产生反应的炉衬材料;

⑤纯净金属料。

2.7金属硬点

(1)特征及检查方法:

机械加工过程或加工后外观检查或金相检查发现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。

(2)产生原因:

①金属硬点混入了未熔解的硅元素;

②初晶硅:铝液温度较低,停放时间较长;

③FE、MN元素偏析,产生金属间化合物。

(3)处理方法:

①熔炼铝硅合金时,不要使用硅元素粉末;

②高速合金成分时,不要直接加入硅元素,必须采用中间合金;

③提高熔化温度、浇注温度;

④控制合金成分,特别是FE杂质量;避免FE、MN等元素偏析;

⑤合金中含Si量不宜接近或超过共晶成分;

⑥对原材料控制基体金相组织中的初晶硅数量。

三、缺陷产生的影响因素

3.1压铸件常见缺陷及影响因素

3.2解决缺陷的思路

由于每一种缺陷的产生原因来自多个不同的影响因素,因此在实际生产中要解决问题,面对众多原因到底是先调机?或是先修模具?

建议按难易程度,先简后复杂去处理,其次序:

(1)清理分型面、清理型腔、清理顶杆;改变涂料、改善喷涂工艺;增大锁模力;增加浇注金属量;这些是靠简单操作即可实施的措施。

(2)调整工艺参数、压射力、压射速度、充型时间、开模时间、浇注温度、模具温度等。

(3)换料,选择质优的合金锭,改变新料与回炉料的比例,改进熔炼工艺。

(4)修改模具、修改浇注系统、增加内浇口、增设溢流槽、排气槽等。

3.3例如压铸件产生飞边的原因

(1 )压铸机问题:

锁模力调整不对。

(2)工艺问题:

压射速度过高,形成压力冲击峰过高。

(3)模具问题:

变形、分型面上杂物,镶块、滑块有磨损不平齐,模板强度不够。

(4)解决飞边的措施顺序:

1、清理分型面2、提高锁模力3、调整工艺参数4、修复模具磨损部位5、提高模具刚性度。

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