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锌合金压铸件起泡缺陷分析

文章附图

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锌合金压铸件最常见的缺陷是表面起泡,我们大多数电镀从业者对压铸的技术不甚了解,而压铸厂对于电镀也不专业,而一些起泡原因需要结合考虑,这就要求我们更多的涉猎。本文科普一些压铸技术,供电镀同行了解。

       

        1.缺陷表征:压铸件表面有突起小泡。压铸出来就发现。抛光或加工后显露出来。喷油或电镀后出现。

       

        2.产生原因:

1.孔洞引起:主要是气孔和收缩机制,气孔往往是圆形,而收缩多数是不规则形。(1)气孔产生原因:a 金属液在充型、凝固过程中,由于气体侵入,导致铸件表面或内部产生孔洞。b 涂料挥发出来的气体侵入。c 合金液含气量过高,凝固时析出。当型腔中的气体、涂料挥发出的气体、合金凝固析出的气体,在模具排气不良时,最终留在铸件中形成的气孔。(2)缩孔产生原因: a 金属液凝固过程中,由于体积缩小或最后凝固部位得不到金属液补缩,而产生缩孔。b 厚薄不均的铸件或铸件局部过热,造成某一部位凝固慢,体积收缩时表面形成凹位。由于气孔和缩孔的存在,使压铸件在进行表面处理时,孔洞可能会进入水,当喷漆和电镀后进行烘烤时,孔洞内气体受热膨胀;或孔洞内水会变蒸气,体积膨胀,因而导致铸件表面起泡。

2.晶间腐蚀引起:锌合金成分中有害杂质:铅、镉、锡会聚集在晶粒交界处导致晶间腐蚀,金属基体因晶间腐蚀而破碎,而电镀加速了这一祸害,受晶间腐蚀的部

位会膨胀而将镀层顶起,造成铸件表面起泡。特

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别是在潮湿环境下晶间腐蚀会使铸件变形、开裂、甚至破碎。

3.裂纹引起:水纹、冷隔纹、热裂纹。  水纹、冷隔纹:金属液在充型过程中,先进入的金属液接触型壁过早凝固,后进入金属液不能和已凝固金属层熔合为一体,在铸件表面对接处形成叠纹,出现条状缺陷,见图2。水纹一般是在铸件表面浅层;而冷隔纹有可能渗入到铸件内部。   热裂纹:  a 当铸件厚薄不均,凝固过程产生应力; b 过早顶出,金属强度不够; c 顶出时受力不均 d 过高的模温使晶粒粗大; e 有害杂质存在。 以上因素都有可能产生裂纹。 当压铸件存在水纹、冷隔纹、热裂纹,电镀时溶液会渗入到裂纹中,在烘烤时转化为蒸气,气压顶起电镀层形成起泡。 


        3. 解决缺陷方案:  

I. 控制气孔产生,关键是减少混入铸件内的气体量,理想的金属流应不断加速地由喷嘴经过分流锥和浇道进入型腔,形成一条顺滑及方向一致的金属流,采用锥形流道设计,即浇流应不断加速地由喷嘴向内浇口逐渐减少,可达到这个目的。在充填系统中,混入的气体是由于湍流与金属液相混合而形成气孔,从金属液由浇铸系统进入型腔的模拟压铸过程的研究中,明显看出浇道中尖锐的转变位和递增的浇道截面积,都会使金属液流出现湍流而卷气,平稳的金属液才有利于气体从浇道和型腔进入溢流槽和排气槽,排出模外。  

II. 对于缩孔:要使压铸凝固过程中各个部位尽量同时均匀散热,同时凝固。可通过合理的水口设计,内浇口厚度及位置,模具设计,模温控制及冷却,来避免缩孔产生。  

III. 对于晶间腐蚀现象:主要是控制合金原料中有害杂质含量,特别是铅<0.003%。注意废料带来的杂质元素。  

IV. 对于水纹、冷隔纹,可提高模具温度,加大内浇口速度,或在冷隔区加大溢流槽,来减少冷隔纹的出现。  

V. 对于热裂纹:压铸件厚薄不要急剧变化以减少应力产生;相关的压铸工艺参数作调整;降低模温。