在鋅合金壓鑄加工過程中,受模具設計、工藝參數(shù)、原材料質量、設備狀態(tài)等多因素影響,易出現(xiàn)各類質量問題,這些問題不僅影響產(chǎn)品外觀和尺寸精度,還可能降低力學性能,甚至導致產(chǎn)品報廢。
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一、表面缺陷類
1. 飛邊(毛刺)
現(xiàn)象:產(chǎn)品邊緣、分型面或滑塊拼接處出現(xiàn)多余的金屬薄片,需后續(xù)打磨清理,嚴重時會影響裝配。
核心成因:
模具分型面貼合不緊密(如模具長期使用后磨損、鎖模力不足);
壓鑄工藝參數(shù)不當(壓射速度過快、澆注溫度過高,導致金屬液沖擊力過大);
模具設計缺陷(分型面精度低、排氣槽位置不合理,金屬液從縫隙溢出)。
解決方案:
檢查模具分型面,修復磨損部位,確保貼合精度;
調(diào)整鎖模力(需匹配產(chǎn)品投影面積,避免 “鎖模不足” 或 “過鎖傷?!保?;
降低澆注溫度(鋅合金常規(guī)澆注溫度為 410-450℃,過高易溢料),放緩壓射速度。
2. 氣泡 / 針孔
現(xiàn)象:產(chǎn)品表面或內(nèi)部出現(xiàn)細小孔洞(直徑 0.1-1mm),表面氣泡會導致噴漆 / 電鍍后鼓包,內(nèi)部氣泡會降低力學強度。
核心成因:
原材料含氣(鋅合金錠受潮、回爐料中雜質過多,熔煉時產(chǎn)生氫氣);
熔煉工藝不當(熔煉溫度過高、未使用除氣劑,氫氣未及時排出);
壓鑄參數(shù)不合理(壓射速度過慢,金屬液填充時卷入空氣;保壓時間不足,型腔壓力無法壓實氣泡)。
解決方案:
原材料預處理:鋅合金錠需烘干(去除表面水分),回爐料比例控制在 30%-50% 以內(nèi),避免雜質累積;
熔煉時加入除氣劑(如氯化鋅、六氯乙烷),并攪拌均勻,靜置 10-15 分鐘讓氣體上??;
提高壓射速度(確保金屬液快速填充型腔,減少卷氣),延長保壓時間(根據(jù)產(chǎn)品厚度調(diào)整,一般 5-15 秒)。
3. 縮孔 / 縮陷
現(xiàn)象:產(chǎn)品壁厚不均處(如筋條、boss 柱根部)出現(xiàn)凹陷或內(nèi)部孔洞,多因金屬液凝固時體積收縮未被補充導致。
核心成因:
產(chǎn)品設計缺陷(壁厚差異過大,厚壁處凝固慢,無足夠金屬液補縮);
模具設計問題(澆口位置遠離厚壁區(qū),補縮通道不暢;冒口尺寸不足,無法提供補縮金屬液);
工藝參數(shù)偏差(保壓壓力過低、保壓時間過短,未及時補充收縮量)。
解決方案:
優(yōu)化產(chǎn)品設計:盡量保證壁厚均勻(鋅合金壓鑄件推薦壁厚 1.5-4mm,最大不超過 6mm),厚壁處設過渡圓角;
調(diào)整模具澆口:將澆口設置在厚壁區(qū)附近,確保補縮通道暢通;必要時增加冒口(針對厚壁件);
提高保壓壓力(一般為壓射壓力的 70%-90%),延長保壓時間至厚壁區(qū)完全凝固。
二、尺寸精度類:尺寸超差
現(xiàn)象:產(chǎn)品實際尺寸與設計圖紙偏差(如長寬尺寸偏大 / 偏小、孔徑不符),導致裝配困難或無法使用。
核心成因:
模具問題(模具設計時未考慮鋅合金收縮率,或模具長期使用后磨損、變形);
工藝參數(shù)不當(澆注溫度過高,金屬液收縮率增大;冷卻時間不足,產(chǎn)品未完全凝固就開模,導致變形);
脫模問題(脫模斜度不足、頂針位置不合理,產(chǎn)品脫模時受力變形)。
解決方案:
模具設計時加入鋅合金收縮率(常規(guī)為 0.5%-1.2%,根據(jù)產(chǎn)品結構調(diào)整);定期檢查模具磨損,修復型腔或型芯;
控制澆注溫度在 410-450℃,延長冷卻時間(根據(jù)產(chǎn)品厚度,一般 10-30 秒),確保產(chǎn)品完全凝固;
優(yōu)化脫模設計:內(nèi)壁脫模斜度≥1°,外壁≥0.5°;合理布置頂針,確保頂出力均勻。
三、力學性能類:裂紋 / 斷裂
現(xiàn)象:產(chǎn)品在加工、裝配或使用過程中出現(xiàn)裂紋(如分型面處、轉角處),嚴重時直接斷裂,多因應力集中或材質脆化導致。
核心成因:
原材料雜質超標(鋅合金中鉛、鎘含量過高,會降低塑性;鐵含量超過 0.14%,易形成硬脆相 FeZn?);
模具設計缺陷(產(chǎn)品轉角處無圓角,導致應力集中;壁厚突變處未設過渡,凝固時產(chǎn)生內(nèi)應力);
工藝參數(shù)不當(冷卻速度過快,產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應力;脫模時頂針沖擊力過大,導致局部開裂)。
解決方案:
選用合格鋅合金料(如常用的 Zn-Al-Cu-Mg 系合金 Zamak 3、Zamak 5,嚴格控制雜質含量:Pb≤0.003%、Cd≤0.003%、Fe≤0.14%);
模具優(yōu)化:產(chǎn)品轉角處設 R0.5mm 以上圓角,壁厚突變處設過渡段(斜率≤1:5);
降低冷卻速度(如在模具對應區(qū)域增加冷卻水路間距),調(diào)整頂針速度,避免沖擊力過大。
四、模具相關類:粘模
現(xiàn)象:金屬液在壓鑄過程中粘連在模具型腔表面,導致產(chǎn)品脫模困難,甚至拉傷型腔或產(chǎn)品表面,需停機清理,影響生產(chǎn)效率。
核心成因:
模具表面處理不當(未做氮化處理或涂層磨損,型腔表面光潔度低);
工藝參數(shù)不當(澆注溫度過高,金屬液流動性過強,與模具型腔粘連;脫模劑噴涂不足或不均勻);
模具冷卻不足(型腔溫度過高,金屬液無法快速凝固,易粘模)。
解決方案:
模具型腔表面做氮化處理(提高表面硬度和耐磨性,氮化層厚度 5-10μm)或噴涂陶瓷涂層;
控制澆注溫度,避免超過 450℃;定期檢查脫模劑噴涂系統(tǒng),確保均勻覆蓋型腔(脫模劑需選用鋅合金專用型,避免腐蝕模具);
優(yōu)化模具冷卻水路:確保水路貼近型腔,冷卻水流速≥2m/s,降低型腔溫度。
五、成型完整性類:缺料(欠鑄)
現(xiàn)象:產(chǎn)品部分區(qū)域未填充完整(如邊角、細小筋條缺失),導致產(chǎn)品外觀殘缺或功能失效。
核心成因:
金屬液流動性不足(澆注溫度過低、合金成分不合格,如鋁含量過低會降低流動性);
模具排氣不良(排氣槽堵塞或數(shù)量不足,型腔內(nèi)部氣體無法排出,阻礙金屬液填充);
壓射參數(shù)不當(壓射速度過慢、壓射壓力不足,金屬液無法快速填滿型腔)。
解決方案:
提高澆注溫度至 430-450℃(需結合合金型號),確保合金成分符合標準(如 Zamak 5 的鋁含量為 3.5%-4.3%,流動性優(yōu)于 Zamak 3);
清理模具排氣槽(確保排氣槽寬度 3-5mm、深度 0.1-0.2mm),必要時在型腔末端或死角增加排氣槽;
提高壓射速度(一般為 2-5m/s,針對復雜件可提高至 5-8m/s)和壓射壓力,確保金屬液快速填充。