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压铸件缺陷与质量控制

一.压铸件缺陷与消除措施
压铸件缺陷按产生部位和性质分类可分为：
· 表面缺陷
· 内部缺陷
· 形状和尺寸缺陷
· 成分和性能缺陷
· 基体不连贯缺陷
1.1 表面缺陷
定义：压铸件表面上存在的瑕疵
分类：表面流痕和花纹、网状毛刺及印痕、飞边、缩陷（凹陷）、粘模拉伤、划（碰）伤
1.1.1 表面缺陷及消除措施
（1）表面流痕及花纹
特 征：压铸件表面上有与金属液流动方向一致的条纹或与金属基体颜色不一样的无方向的纹路。
危害性：不影响产品的使用，打磨和喷丸可以消 除
原因：首先进入压铸模具型腔内的金属液形成极薄而又不完全的金属层后，被后来的金属液弥补而留下的痕迹。
消除措施：
1）提高压铸模具温度
2）适当降低压射速度
3）调整脱模剂或减少用量
4）调整内浇口截面面积或减少用量
（2）网状毛刺及印痕
特征：在压铸件表面呈现网状发丝凸起或凹陷的痕迹（日常生产中的龟裂）
危害性：不影响产品使用，但增加清理工作量
原因：金属液流入模具型腔后，在压力作用下窜进模具龟裂纹中，凝固后形成网状毛刺。
消除措施：
1）消除压铸模具表面龟裂纹
2）适当降低浇注温度或压铸模具温度
3）调整顶杆长度或型腔相关零件的配合间隙
（3）飞边
特征：分型面位置出现层状金属薄片，由压铸件向外延伸
危害性：增加清理量、影响产品致密性、产品尺寸精度
原因：
1）压铸机锁模力不够，造成涨形
2）压铸模具或滑块闭合不严
3）压铸模具和合金液温度高、压射速度过快、压射比压过大
消除措施：
1）清理压铸模具分型面
2）降低压射速度、压射比压、浇注温度、模具温度
3）检查压铸机合模机构和合模力
4）修整压铸模具
（4）缩陷（凹陷）
特征：在压铸件厚、大部位的表面上有平滑的凹陷区
危害性： 减小产品有效壁厚，承载力低，影响使用和外观
原因：局部过热，比周围金属液凝固慢，体积减小下凹，局部困气造成
消除措施：
1）改善模具的热分布，加大脱模剂喷涂量，设置冷却装置。
2）提高压射比压
3）改善型腔排气条件
4）消除压铸件厚大断面
（5）气泡
特征：压铸件表皮下有气体聚集，在表面鼓泡
危害性：一般不影响产品使用，不可用于需要电镀和热处理的产品
原因：
1）压射过程中卷入的气体和脱模剂产生的气体
2）合金液本身包含的气体滞留在压铸件表皮下
消除措施：
1）提高压室充满度，减少压室中的气体
2）降低第一阶段压射速度，调整低速/高速压射转换位置，减少卷气
3）降低压铸模具温度或延长开模时间
4）更换脱模剂或减少用量
5）对合金液精炼除气，降低含气量
6）改善内浇口、溢流槽、排气道的排气条件
（6）冲蚀
特征：压铸件局部位置、浇口附近有麻点或凸纹
危害性：可以打磨和喷丸去除，但对电镀和表面粗糙度低的产品要求严格
原因：浇注系统设计不当，造成金属液对压铸模具局部冲刷和模具局部温度过高
消除措施：
1）降低压铸模具温度和压射速度
2）修复压铸模具冲蚀部位并加强冷却
3）改变浇注系统
（7）机械拉伤
特征：压铸件表面延出模方向留有擦伤的痕迹
危害性：导致压铸件表面破坏，对受力件循环应力产生不利影响
原因：脱模斜度不足、压铸件顶出时偏斜，模具型腔有损伤
消除措施：
1）增加压铸模具脱模斜度，修复型腔内表面损伤
2）降低模具表面粗糙度，增加脱模剂用量
3）调整顶出机构，使顶出平衡
4）缩短开模时间
（8）粘模拉伤
特征：压铸件与型壁发生焊合粘连，脱出时压铸件被撕破拉伤
危害性： 导致压铸件表面破坏，对受力件循环应力产生不利影响
原因：由于高温、高压或金属液过渡冲击模具型腔导致两者发生焊合
消除措施：
1）降低浇注温度和模具温度
2）减低冲型速度和压射压力
3）增加脱模剂用量，加强隔离作用
4）改进浇注系统，在过热处增加冷却管道
5）检查模具型腔表面硬度和修复受损表面
6）检查合金中的Fe含量是否低，低会导致金属液与型腔亲和力增加，导致粘模拉伤
（9）划（碰）伤
特征：压铸件表面的擦痕和碰伤
危害性： 损害压铸件表面，影响应用
原因： 主要在取出、清理、搬运、装卸、运转过程中造成
消除措施： 各个工序环节小心作业
1.2 内部缺陷
定义：压铸件内部孔洞类缺陷
分类：气孔、缩孔和缩松、夹渣及氧化皮
1.2.1内部缺陷及消除措施
（1）气孔
特征: 压铸件内部存在的气体形成的孔洞（具有光滑的表面，形状呈椭圆形或圆形
危害性: 对压铸件的密闭性和整体性影响较大
原因：压射过程中卷入的气体、脱模剂产生的气体、金属液本身包含的气体
消除措施：
1）提高压室充满度、减少压室气体
2）降低压射速度，减小喷溅使气体排出充分
3）提高增压压力，缩小气泡体积
4）更换脱模剂，减小用量
5）对合金液除气，控制熔化和浇注温度
6）增大内浇口截面面积，修改溢流槽、排气 道，改善排气条件
（2）缩孔和缩松
特征：压铸件内部收缩形成的孔洞，形状不规则，表面不光滑的叫缩孔。小而分散的叫缩松
危害性：影响压铸件的密闭性和整体性
原因：压铸件在凝固过程中发生收缩得不到金属液补偿或补偿不足而形成
消除措施：
1）降低浇注温度、减少压铸件收缩量
2）提高增压压力，提高产品致密性
3）改善浇注系统，充分传递压力，凝固补缩
4）加强对产品厚、大部位的冷却
（3）夹渣及氧化皮
特征：压铸件断面上有不规则的明或暗孔，孔内常被熔渣充塞
危害性：对产品的致密性、使用性危害性加大
原因：金属液氧化和含有杂物所致
消除措施：
1）控制回炉料比例
2）对合金液精炼除渣、除气
3）浇注时避免混入熔渣或氧化皮
4）清理模具型腔，降低保温温度和减少保温时间
1.3 形状和尺寸缺陷
定义：压铸件的几何尺寸或形状不符合图样要求
分类：欠铸、变形（翘曲）、 尺寸偏差
1.3.1 形状和尺寸缺陷及消除措施
（1）欠铸
特 征：金属液未充满型腔，压铸件表面有不规则的孔洞、 凹陷、棱角不齐、轮廓不清或压铸件形状不完整
危害性：导致压铸件局部缺失，形状不完整
原因：合金液流动性不良、金属液过早凝固、型腔困气 使金属液充填受阻，造成冲型不完全
消除措施：
1）提高浇注温度、模具温度、压射速度或比压、缩短充型时间、强化金属液流动性和充型能力
2）减少合金液吸气、夹渣，加设溢流槽和排气槽，改善型腔排气
3）清理型腔，检查压射头行程或浇注量是否足够
（2）变形
特征：压铸件翘（弯）曲变形，偏离原来形状
危害性：影响产品加工和装配
原因：压铸件结构设计不合理、收缩不均匀、顶出不平衡、冷却不均匀，残留应力较大
消除措施：
1）延长开模时间，检查顶出时有无卡模现象
2）改进冷却条件或脱模剂喷涂工艺
3）增加顶杆数量和增大顶杆直径，改良结构
4）改变浇注系统、排溢系统和冷却系统，改善模具热平衡状态
（3）尺寸偏差
特征：压铸件尺寸错误或超差，不符合图样要求
危害性：导致零件无法装配，丧失使用性能
原因：压铸模具组装不正确、型腔尺寸错误、型腔磨损、压铸模具刚度不够、缩尺选择不当、合金收缩率变化、压铸工艺改变
消除措施分为：
尺寸超差措施
垂直分型面的尺寸超差措施
由滑块和活动型芯形成的尺寸超差措施
错位措施
1）尺寸超差措施：
严格控制压铸工艺参数、校核缩尺和设计尺寸、检测模具装配、零件是否磨损、紧固件是否松动
2）垂直分型面的尺寸超差措施：
校核压铸机合模力和动模是否有退让现象、检查模板是否变形
3）由滑块和活动型芯形成的尺寸超差措施：
更换磨损型芯，检查活动元件是否错动、偏移或倾斜，固定元件是否有效
4）错位措施：
检测导柱、导套是否磨损或间隙过大，检查动、定模型腔镶块是否正确
1.4 基体不连贯缺陷
定义：压铸件本体出现断裂或隔层，对压铸件的危害程度较大
分类：冷隔、分层、裂纹
1.4.1基体不连贯缺陷及消除措施
（1）冷隔
特征：压铸件表面有明显的不规则下陷线形纹路，形状细小狭长，交接边缘光滑（可分为穿透性和非穿透性）
危害性：影响产品使用安全性和使用寿命
原因：金属液在型腔内汇合后，相互对接不能够融合在一起
消除措施：
1）提高浇注温度和模具温度、压射压力或充型速度，缩短充型时间
2）模具温度低部位减少脱模剂喷涂量
3）控制合金液质量，提高流动性
4）改进浇注系统，防止流路过长，改善排气条件，防止困气阻碍填充
（2）分层
特征：压铸件基体在壁厚方向上出现明显层次，层次间融合不良
危害性：影响产品使用安全性和使用寿命
原因：金属液温度低，不同层次间的金属液融合不良；金属液前端氧化夹杂严重充型过程不稳定
消除措施：
1）提高浇注温度和模具温度
2）提高压射压力和充型速度，缩短充型时间
3）控制合金液清洁度，改善充型和排气条件
4）检查模具紧固性和压射头运行平稳性
(3）裂纹
特征：压铸件基体断裂，在表面呈直线或波浪线，纹路狭小而长，在外力作用下有发展趋向(分穿透性和非穿透性)
危害性：影响产品使用安全性和使用寿命、承载能力
原因：合金成分偏差、杂质含量超标、结晶组织粗大、压铸件结构不合理、壁厚变化剧烈、收缩受阻、尖角应力过大、浇注温度过高、顶出不平衡、压铸件受力不均匀、留模时间过长
消除措施：
1）提高压铸模具温度，降低压铸件热应力
2）降低浇注温度，缩短开模时间
3）调整型芯和顶杆，保证产品平行均匀推出
4）控制杂质和合金成分
5）使产品壁厚均匀，增大过渡圆角，加大出模斜度
1.5 其它缺陷与消除措施
（1）化学成分不合格
特征：原材料化学成分不符合要求
（2）力学性能不合格
特征：力学性能达不到要求（承载能力低）
（3）硬质点
特征：压铸件上有硬度高于金属基体的细小质点或块状物，加工后有不同的亮度磨损刀具
（4）脆性
特征：合金晶粒粗大或极小，压铸件易断裂或碰碎
（5）渗漏
特征：压铸件到不到密闭要求，发生漏水或漏气现象（特殊性能指标，一般压铸件不要求）
二.压铸件缺陷消除策略
消除压铸缺陷方法：
先简单后复杂
操作步骤：
1）简单的操作。
清理压铸模具分型面、清理型腔及顶杆、改善喷涂工艺、更换脱模剂、改变浇注金属量
2）调整机器
特征压铸工艺参数，压射比压、压射速度、快速/慢速转换点、开幕时间、浇注温度、压铸模具温度、增大锁模力
3）修整压铸模具
修改浇注系统、改变内浇口、溢流槽的位置和截面面积、增设溢流槽、排气道
4）调整合金及熔炼工艺
选择优质的合金锭，调整新料与回炉料的比例，改进熔炼工艺、更换合金牌号
5）压铸件及压铸机
改进压铸件结构、调换优良的压铸机
三、压铸件质量检测方法
（1）目测检验方法
检测外观可见缺陷
（2）金相检验方法
检查压铸件表面缺陷的微观特征
（3）力学性能检验方法
检测抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击韧度、硬度
（4）化学成分检验方法分析元素的种类和含量（化学分析法和光谱分析法）
（5）无损探伤检验方法
对压铸缺陷进行非破坏性检查，包括光学检验（渗透检验）、放射线检验（X射线检验、断层摄影检验）、电磁检验（磁粉检验、涡流检验）、声波检验（超声波检验、AE"声发射"法）、热传导检验（物质表面温度分布图像显示法）
（6）耐压试验
检测压铸件的密闭性
（7）耐腐蚀试验
用盐雾试验机检测，判定压铸件的耐腐蚀程度
（8）尺寸检验方法
用测量工具对压铸件进行尺寸测量
四、压铸件质量控制
（1）影响压铸件质量的因素
影响因素来自于：压铸机、压铸模具、压铸工艺、压铸件机构、金属液、压铸作业
（2）质量控制工作内容
1）建立质量管理体系，明确质量管理目标
2）严格执行工艺规程，实现均衡生产和文明生产
3）做好原材料、压铸件的技术检验工作
4）建立质量信息系统，做好产品质量记录、统计、分析和反馈
5）实行工序质量控制，特别是关键、重点工序的质量控制
6）加强不合格产品的管理
7）严格执行设备保养制度，正确选用设备、压铸模具，保证生产质量
（3）检验制度
按工艺阶段分
预先检查（原材料进厂、车间生产之前）
中间检查（加工过程中两道工序之间）
最后检查（车间或工厂检查部门对产品检查）
按检查数量分
全数检查（对工序加工的零件逐个检查）
抽样检查（按照某种规则抽查批次中的一部分）
按检查人员分
专业检查（由专职检验员检查）
自 检（由操作者自我检查）
互 检（由生产工人之间互相检查）
（4）质量控制点设置及检验要素
质量检验点： 质量检验的时机或质量检验的工艺位置
质量检验点设置：
1）某些工艺之前或之后
2）产品质量发生责任变化时
3）质量容易波动的工序
压铸公司质量检查点设置:
压铸→巡检→全数检验→清理→检验→抛→检验→钝化→检验
检验要素：（检验要素详情请参阅《中国压铸》杂志）
（5）质量控制规程
压铸质量控制主要靠过程控制，各个控制过程中都有详细的规程和指导文件
1）材 料 接 收：《材料进厂验收规程》…
2）作 业 点 检：《各种点检表》，发现异常立即报告
3）生产、记录：《工序质量控制手册》、《安全操作规程》、《作业指导书》、《…车间生产日报表》
4）物流：先进先出原则，按照《产品标识和可追溯性管理程序》进行管理
5）质 量 改 进 ： 对质量情况和数据进行分析，制定品质改善对策
6）不合格产品：按照《不合格产品控制程序》处理
7）报 告：出现影响产品质量的异常情况时，立即报告
8）日 报 表：各工序将本班各种内容、事项记录在规定表格
五、压铸产品控制程序流程图
(流程图详情请参阅《中国压铸》杂志。）