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锌合金压铸件起泡缺陷分析
来源:admin   加入时间:2009-12-16    点击:1785
锌合金压铸件目前广泛应用于各种装饰方面,如家具配件、建筑装饰、浴室配件、灯饰零件、玩具、领带夹、皮带扣、各种金属饰扣等,因而对铸件表面质量要求高,并要求有良好的表面处理性能。而锌合金压铸件最常见的缺陷是表面起泡。 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。 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。特别是在潮湿环境下晶间腐蚀会使铸件变形、开裂、甚至破碎。(如右图1) 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。 解决缺陷方案: 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。 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。 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。 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。 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。 实例分析: 案例一:旋钮 现象:镀铬后表面有明显的起泡 化学分析:发现有害元素铅含量为0.016%,超过标准3倍(0.004%)。极易造成压铸件晶间腐蚀。 金相分析:起泡处电镀层与金属基体脱离,电镀层起泡的位置有明显的水纹(在显微状态下呈裂纹状)。(图4) 缺陷产生分析原因: 铅含量过高,使金属颗粒之间的边界层内发生腐蚀而破碎,电镀时受晶间腐蚀部位膨胀而将镀层顶起来。 铸件表面有水纹、冷隔纹,电镀溶液渗入裂纹中,在烘干时转化为蒸气,造成顶起镀层而形成气泡。 解决办法: 提高合金化学成份,特别是有害杂质铅。熔炼操作时防止废料把杂质带入。 提高模具温度和加大浇口速度可以减少水纹产生。 案例二:同样的零件,同样的缺陷,却有不同的产生原因。 铸件:有线电视接头 现象:铸件a和铸件b 在电镀后都出现起泡 铸件a 化学分析:含铅量为0.016% 有害杂质铅超出标准。 金相分析:出现晶间腐蚀 结论:精简腐蚀导致起泡 铸件b 化学分析:含铅量0.004%, 合金成分符合要求 金相分析:铸件表面出现冷隔裂纹 结论:冷隔裂纹导致起泡 案例三:浴室配件(支架座) 现象:铸件表面胀起,带有微裂纹 化学分析:合金成份符合要求 金相分析:发现大量气孔 缺陷原因:a. 过早开模顶出铸件; b.顶出时模温可能过高 由于铸件内部存在大量气泡,当金属凝固时间不够,强度未建立起来,而过早开模顶出铸件,受压气泡膨胀起来而使铸件表面凸起,并产生热裂纹。 解决办法:压铸过程工艺参数调整,留模时间长一些;降低缺陷区域模具温度。 
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