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    压铸件气孔缺陷分析及解决方案

    发布日期:2019-06-12 发布者:润恒压铸

    随着汽车工业的迅速发展和汽车轻量化的要求,铝、镁等合金压铸零件明显增加,为压铸业进一步发展提供了广阔前景。由于零件的轻量化需求,对合金材料性能、产品结构和过程设计和控制的要求更加严格。各汽车厂对压铸件的要求越来越严格,对压铸件孔隙率的要求,一般为5%~10%,对某些零件的要求甚至到了3%。针对压铸件缺陷的检测方法和检测位置,可以在压铸机选择、模具设计和过程设计时,借助计算机模拟分析,进行试验研究,采用软件等进行优化。

    压铸件气孔、缩孔和渣孔缺陷发生在铸件内部,产生缺陷的原因不尽相同。为了消除缺陷,识别缺陷种类并分析其原因尤为关键,而检查零件的工具和方法将影响较终的判断。以下,笔者只讨论如何解决铝、镁合金压铸气孔问题。

    1气孔检查

    对于压铸件气孔检查,须着重考虑几个位置:①有限元分析较大应力位置;②零件模拟分析卷气位置;③零件工作关键部位(如密封面等)。

    一般压铸件可采用X光检查;发现缺陷后,切开零件进一步检查。在过程控制时,按ASTME505等级2控制,关键部位应按ASTME505等级1控制。

    气孔一般表面比较光滑,呈圆形或椭圆形,有时孤立存在,有时簇集在一起。而缩孔和缩松形状不规则,表面色暗而不光滑,在显微镜和电镜下,可以发现缺陷位置存在枝晶结构。有时气孔和缩孔同时存在于同一个缺陷位置,要仔细观察。

    2气孔形成

    2.1氢气气孔

    氢气气孔微小,形如针状,且均匀分布,零件表面加工后才能观察到。由于压铸件壁薄,金属液凝固速度快,有时氢气气孔肉眼难以观察到。水蒸气是氢气较主要的来源,可能来自炉气、熔炼工具、铝锭/回收件、油污染机加工屑和湿精炼剂等。

    通常铝合金压铸采用旋转除气装置。气体源一般使用氢气、氮气或氯气。在金属液中通入气体,通过转子切成大量微小气泡,由于气泡内外的浓度差,将氢气吸入气泡内,一起排出金属液外。

    除气效果受设备、气体选择、除气转子速度和除气时间等因素的影响,通过检测除气后金属液密度来衡量。采集一定量的铝液倒入小柑锅内,放入减压室,在减压条件下凝固,分别在空气和水中称量,再按下式求得试样相对密度。

    2.2卷气气孔

    卷气气孔呈圆形,内部干净,表面比较光滑且具有光泽,卷气有时单独存在,有时簇集在一起。在金属液从压室或鹅颈流到内浇口的过程中,很多空气会卷入。一般压铸工艺不可能改变紊流液体流动模式,但是可以通过改进给料系统,减少金属液到达内浇口的卷气量。

    对于冷室压铸,应该考虑充满度,即浇入冷室压铸机的液态金属量占压室容量的比率。在设计过程参数时,充满度要大于50%,以70%~80%为宜。

    在产品开发和设计过程中,还应该考虑下面过程因素:①对于冷室压铸来讲,包括浇注速度、压射延迟时间、低压射加速、浇口速度、浇口至低速压射的切换点、低压射速度和快速压射起始点;②对于热室压铸来讲,包括低压射加速、低压射速度至快速压射的切换点。对上述参数适当调整和监控,尽量减少卷气程度。

    表面处理是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。

    对于金属铸件,我们比较常用的表面处理方法是,机械打磨,化学处理,表面热处理,喷涂表面,表面处理就是对工件表面进行清洁、清扫、去毛刺、去油污、去氧 化皮等。工件在加工、运输、存放等过程中,表面往往带有氧 化皮、铁锈制模残留的型砂、焊渣、尘土以及油和其他污物。要合深层能牢固地附着在工件表面上,在涂装前就必须对工件表面进行清理,否则,不仅影响涂层与金属的结合力和抗腐蚀性能,而且还会使基体金属在即使有涂层防护下也能继续腐蚀,使涂层剥落,影响工件的机械性能和使用寿命。

    因此工件涂漆前的表面处理是获得质量优良的防护层,延长产品使用寿命的重要保证和措施。表面处理应注意的 为提供良好的工件表面,表面处理有以下几点需注意:

    1、无油污及水分

    2、无锈迹及氧 化物

    3、无粘附性杂质

    4、无酸碱等残留物

    5、工件表面有的粗糙度

    表面处理方法手工处理: 如刮刀、钢丝刷或砂轮等。用手工可以除去工件表面的锈迹和氧 化皮,但手工处理劳动强度大、生产效率低,质量差,清理不彻底。 化学处理: 主要是利用酸碱性或碱性溶液与工件表面的氧 化物及油污发生化学反应,使其溶解在酸性或碱性的溶液中,以达到去除工件表面锈迹氧 化皮及油污,再利用尼龙制成的毛刷辊或304#不锈钢丝(耐酸碱溶液制成的钢丝刷辊清扫干净便可达到目的。化学处理适应于对薄板件清理,但缺点是:若时间控制不当,即使加缓蚀 剂,也能使钢材产生过蚀现象,对于较复杂的结构件和有孔的件,经酸性溶液酸洗后,浸入缝隙或孔穴中的余酸难以彻底清除,若处理不当,将成为工件以后腐蚀的隐患,且化学物易挥发,成本高,处理后的化学排放工作难度大,若处理不当,将对环境造成严重的污染。随着人们环保意识的提高,此种处理方法正被机械处理法取代。