压铸件的缺陷及产生的原因(上)

压铸件的缺陷及产生的原因压铸生产中遇到的质量问题很多，其原因也是多方面。

生产中必须对产生的质量问题作出正确的判断。

找出真正的原因，才能提出相应切实可行的有效的改进措施，以便不断提高铸件质量。

压铸件生产所出现的质量问题中，有关缺陷方面的特征、产生的原因（包括改进措施）分别叙述于后。

一、欠铸压铸件成形过程中，某些部位填充不完整，称为欠铸。

当欠铸的部位严重时，可以作为铸件的形状不符合图纸要求来看待。

通常对于欠铸是不允许存在的。

造成欠铸的原因有：１）填充条件不良，欠铸部位呈不规则的冷凝金属Ø当压力不足、不够、流动前沿的金属凝固过早，造成转角、深凹、薄壁（甚至薄于平均壁厚）、柱形孔壁等部位产生欠铸。

Ø模具温度过低Ø合金浇入温度过低Ø内浇口位置不好，形成大的流动阻力２）气体阻碍，欠铸部位表面光滑，但形状不规则Ø难以开设排溢系统的部位，气体积聚Ø熔融金属的流动时，湍流剧烈，包卷气体３）模具型腔有残留物Ø涂料的用量或喷涂方法不当，造成局部的涂料沉积Ø成型零件的镶拼缝隙过大，或滑动配合间隙过大，填充时窜入金属，铸件脱出后，并未能被完全带出而呈现片状夹在缝隙上。

当之种片状的金属（金属片，其厚度即为缝隙的大小）又凸于周围型面较多，便在合模的情况下将凸出的高度变成适为铸件的壁厚，使以后的铸件在该处产生穿透（对壁厚来说）的沟槽。

这种穿透的沟槽即成为欠铸的一种特殊形式。

这种欠铸现象多在由镶拼组成的深腔的情况下出现。

Ø浇料不足（包括余料节过薄）。

Ø立式压铸机上，压射时，下冲头下移让开喷嘴孔口不够，造成一系列的填充条件不良。

二、裂纹铸件的基体被破坏或断开，形成细长的缝隙，呈现不规则线形，在外力作用下有发展的趋势，这种缺陷称为裂纹。

在压铸件上，裂纹是不允许存在的。

造成裂纹的原因有：1．铸件结构和形状Ø铸件上的厚壁与薄壁的相接处转变避剧烈Ø铸件上的转折圆角不够Ø铸件上能安置推杆的部位不够，造成推杆分布不均衡Ø铸件设计上考虑不周，收缩时产生应力而撕裂。

2．模具的成型零件的表面质量不好，装固不稳Ø成型表面沿出模方向有凹陷，铸件脱出撕裂Ø凸的成型表面其根部有加工痕迹未能消除，铸件被Ø成型零件装固有偏斜，阻碍铸件脱出。

3．顶出造成Ø模具的顶出元件安置不合理（位置或个数）Ø顶出机构有偏斜，铸件受力不均衡Ø模具的顶出机构与机器上的液压顶出器的连接不合理，或有歪斜或动作不协调Ø顶针顶出时的机器顶杆长短不一致，液压顶出的顶棒长短不一致。

4．合金的成分1）对于锌合金A有害杂质铅、锡和镉的含量较多B纯度不够2）对于铝合金A含铁量过高，针状的含铁化合物增多B铝硅合金中硅含量过高C铝镁合金中镁含量高D其它杂质过高，增加了脆性3）对于镁合金铝、硅含量过高5）合金的熔炼质量A熔炼温度过高，造成偏析B保温时间过长，晶粒粗大C氧化夹杂过多6）操作不合理A留模时间过长，特别是热脆性大的合金（如镁合金）B涂料用量不当，有沉积7）填充不良、金属基体未熔合，凝固后强度不够，特别是离浇口远的部位更易出现。

三、孔穴孔穴包括气孔和缩孔1、气孔气孔有两种：一种是填充时，金属卷入气体形成的内表面光亮和光滑、形状较为规则的孔洞。

另一种是合金熔炼不正确或不够，气体熔解于合金中。

压铸时，激冷甚剧，凝固很快，熔于金属内部的气体来不及析出，使金属内的气体留在铸件内而形成孔洞。

压铸件内的气孔以金属卷入型腔中的气体所形成的气孔是主要的，而气体的大部分为空气。

产生气孔的原因1. 内浇口速度过高，湍流运动过剧，金属流卷入气体严重2. 内浇口截面积过小，喷射严重3. 内浇口位置不合理，通过内浇口后的金属立即撞击型壁、产生涡流，气体被卷入金属流中4. 排气道位置不对，截面积不够，造成排气条件不良5. 大机器压铸小零件，压室的充满度过小，尤其是卧式冷压铸机上更为明显6. 铸件设计不合理。

a形成铸件有难以排气的部位； b局部部位的壁厚太厚7. 待加工面的加工量过大，使壁厚增加过多。

8. 熔融金属中含有过多的气体2、缩孔铸件凝固过程中，金属补偿不足所形成的呈现暗色、形状不规则的孔洞，即为缩孔。

其原因有：I. 金属浇入温度过高II. 金属液过热时间太长III. 压射的最终补压的压力不足IV. 余料饼太薄，最终补压起不到作用V. 内浇口截面积过小（主要是厚度不够）VI. 溢流槽位置不对或容量不够VII. 铸件结构不合理，有热节部位，并且该处有解决VIII. 铸件的壁厚变化太大在压铸件上，产生缩孔的部位，往往是容易产生气孔的处所，故压铸件内，有的孔穴常常是气孔、缩孔混合而成的。

四、条纹填充过程中，当熔融金属流动的动能足以产生喷溅或虽然聚集成流束，但又相连得不紧密的条件时，边界——凝固层便具有“疏散效应”，而处于这种状态金属在随后的金属主流所覆盖之前，早就凝固，于是，在铸件表面上便形成纹络，这就是压铸件上常见的条纹。

铝合金铸件上条纹最为明显，而在铸件的大面积的壁面上，就更为突出。

这种条纹呈现不同的反射程度，有时比铸件的基体的颜色稍暗一些，有时硬度上也稍有不一样。

根据工厂初步测定条纹的深度约在0.2毫米以内，而深度为0.05毫米起，外观就已经明显地看出来。

对条纹作化学的、摄谱的和金相的研究发现，条纹与铸件本身相同的化学成分，可而条纹不是硅偏析、渣滓、污损，也不是合金的其它化学本性原因造成的。

条纹的深度仅0.08~0.20毫米。

有时条纹有着清晰的边界，有时条纹与铸造组织混杂在一起，看不到明显的过渡区。

条纹的微观组织基本上没有不同于主要组织，只是它更细致一些。

对于铝合金来说，条纹内铝—硅共晶组织更加细致，合金组元中的金属间化合物也是如此。

条纹也呈现硅的不足（暗的组成物），但没有发现化学上的差异。

在条纹更细的组织中，硅的分布也不一样，既然硅比铝要黑些，因而条纹的颜色常常看来更暗。

综上所述，压铸件表面的条纹，是填充过程中必然发生的结果，尤其是铝合金铸件的表面更为突出，而条纹的组织和性质对于压铸件的使用来说，在一般的情况下没有影响的。

只有在壁很薄时，才对条纹的深度有限制。

至于在光饰要求高的表面上则还是不应该存在的。

既然条纹是由于边界——凝固层的“疏散效应”所形成，而根据填充过程的特性，便可对产生这种“疏散效应”的原因作如下的分析：I. 填充时，剧烈的湍流将气体卷入金属流中，从而对金属流速产生弥散作用。

II. 在填充过程中，铸件的外壳层（边界——凝固层）常常不是整个地同时形成的（在填充理论的叙述中已经提到）在尚未形成壳层的区域便出现“疏散效应”。

对于有大平在面的铸件，在大的平面壁上就更为明显。

III. 模具温度低于热平衡条件所应有的温度，使“疏散效应”更为强烈，产生的区域亦大为增多。

IV. 金属流撞击型壁而产生溅射所造成的“疏散效应”十分明显，当撞击后的金属分散成密集的液滴，便成为麻面。

这就是铸件表面上总是带有强烈的溅射痕迹的原因。

正对内浇中的型壁是撞击溅射最常见的区域。

V. 涂料涂层不匀，厚的部位受到金属流的炽热混杂在金属中，并使金属产生“分隔”，从而造成“疏散效应”。

VI. 涂料局部沉积而气体又未挥发干净，余下的气体被金属流所包卷，对金属流产生弥散作用。

VII. 排溢系统不合理，逸气不通畅，型腔中的气体过多，金属流因气体而弥散的作用增强。

根据条纹产生的原因，可见其深度是随时变化的。

所以，生产中，常常按深度的不同，将条纹分别称为花纹、流痕、麻面和冷纹等等。

而冷纹的深度则是条纹中最深的一种。

五、表层疏松压铸件的外壳层（边界——凝固层）一般约为0.5~0.8毫米左右。

在这个壳层（也称表皮层）上有一种呈现松散不密实的宏观组织，即为表层疏松。

表层疏松的形成的原因与条纹相似，故其性质也很接近，也是有时有清晰的边界，有时则无明显的过渡区。

但其深度则较条纹更深一些，而且总是与涂料过多而沉积有关，因此，表层疏松的颜色比条纹更为灰暗，反射更差。

有时，也带有涂料受炽热而烧灼的颜色，所以有时这种还与涂料的本色有关。

深度很浅的表层疏松，一般来说没有妨碍，但光饰（涂覆）则不允许存在。

六、冷隔金属流互相对接或搭接但未熔合而出现的缝隙，称为冷隔。

对于大铸件来说，冷隔这种缺陷出现较多。

出现冷隔的部位通常是离内浇口远的区域。

它是由于金属流分成若干股地流动时，各股的流动前沿已呈现冷凝状态（称为凝固前沿），但在后面的金属流的推动下，仍然进行填充，当与其相遇的金属流同样具有凝固前沿时，则相遇的凝固层不能再熔合，其接合处便呈现缝隙，这种缝隙便称为冷隔。

严重的冷隔对铸件的使用有一定的妨碍，应视铸件的使用条件和冷隔的程度而定。

产生冷隔的原因有：1. 金属流在型腔中分成若干股地进行填充2. 溢流槽位置与金属流股汇集处不吻合3. 合金浇入温度过低4. 模具温度过低5. 内浇口速度太小6. 金属流程过长七、凹陷铸件表面上的瘪下部位称为凹陷，产生的原因有1. 铸件的热节部位填充满（内部有空洞），收缩时，表皮层虽有一定的强度，但在不破裂的情况下，仍然受到内部的收缩作用而表面呈现凹陷，即称为缩凹。

2. 填充时，气体被挤在金属流与型腔壁面之间而未被排除出去，该处即出现凹陷。

这凹陷的表面光洁，多出现在型腔难以排气，而铸件则是端旁边缘部位上。

3. 在机器压射机构的性能较差（如旧的立式机器）的情况下，当工作液压力不稳定，压射压力也不稳定。

推动金属的压力不连续，造成铸件的表皮层不止一次地形成，但是每次表皮层的边缘位置不同，前一次的表皮层有部分边缘未被后一次所覆盖，便产生条状的凹陷。

4. 模具型腔有残留物，这在前面对产生欠铸的原因中已经提到过。

但产生时凹陷，型腔的残留物并不一定是片状，而是带有不规则的各种形状，残留物高出型面的高度也不大，故铸件的入深度也较浅。

八、气泡铸件表皮下，聚集气体因热胀将铸件表面鼓起的泡，称为气泡。

气泡的表皮仍然是压铸表皮。

产生的原因有：1. 型腔内气体过多2. 模具温度过高（或冷却通道失去作用）。

九、擦伤铸件的表面顺着出模方向的拉伤痕迹，即为擦伤。

它有两种特征：1. 金属流撞击型壁后，引起金属对型壁的强烈焊合或粘附（如同将稠糊状泥浆用力掷在墙上的粘附现现象一样，用力愈大，粘附愈多），而当粘附部位在脱模时，金属被挤拉而把表皮层撕破，铸件该部位就出现拉伤。

2. 模具成形表面质量较差时，铸件脱模造成拉伤，多呈直线（脱模方向）的沟道，浅的不到0.1毫米，深的约有0.3毫米。

擦伤严重时，便产生粘模，铸件甚至脱不出来。

擦伤现象以铝合金最为严重产生擦伤的原因有：1. 成形表面斜度过小或有反斜度。

2. 成形表面光洁度不够，或加工纹向不对，或在脱模方向上平整度较差。