锌合金压铸缺陷分析及解决办法

锌合金压铸缺陷分析及解决办法

摘要：主要介绍锌合金压铸生产中常见缺陷;模具被腐蚀;产品表面硬杂点;铸件缩孔等。分析了常见缺陷产生的原因，并提出解决办法及工艺措施。

一、前言

在锌合金生产中，压铸件的缺陷是复杂多见的，应对的办法和思维，压铸工作者需不断地深入研究，吸收新的信息，不断地探索，提高专业技能和素质，掌握产生铸件缺陷的基础理论知识，用科学的方法分析问题，解决问题。

要求高品质、高产量的产品，必需了解和掌握锌合金的性能、模具的设计、压铸工艺、后工序加工处理的细节技术和过程控制。每个工作环节离不开技术的支撑。实践经验的积累与科技的创新。

当缺陷出现时，需从实际的工艺检讨和追溯，核对每个工艺的细节步骤，设立有效的控制程序，配置检测设备和工具，以下就锌合金压铸件三个典型案例作有效应对分析。

二、压铸模具易被腐蚀

锌合金压铸模具是在415-430℃合金熔液下注入型腔工作状态，型腔的工作恒温最佳为160-180℃，局部高温易造成产品的缩孔、气孔、内藏气泡，模具受到热冲击而产生腐蚀。

因此，模具的先材、热处理、浇口、流道、排气、溢流槽和运水的合理性设计极为重要。分析问题首先从模具的设计开始，流道与浇口的设置流速太快，会引起模具高温冲蚀;充型放射距离太远，会使充型终端区域产生水纹和气孔。流道与浇口的配合，需根据产品的厚薄、形状和复杂程度选择，而模具的温度平衡控制，依据入水的位置、产品厚度的部位的冷却和恒温来决定开设冷却水的位置。

总之，引起模具快速腐蚀的主要原因与浇口的速度、流向的设计与冷却水道的布置有密切关系，克服模具腐蚀，延长模具的使用寿命，需做到以下几点：

(1) 模具的型芯材料的优良先择

(2) 型芯的热处理质量

(3) 浇道与浇口的正确设计和设置

(4) 避免高湿困气

(5) 冷却水道的合理开设，具有可控性

(6) 浇道充型、凝固设计合理

(7) 压铸工艺的参数设定和优化

(8) 合金熔液温度的控制

下面以手机外壳模具腐蚀分析作为案例一进行说明。

(1) 产品：手机电池壳

1)材料：Zamak 3

2)重量：35g

3)壁厚：1.2mm

(2) 质量要求

1)高精度装配尺寸

2)外观质量要求轮廓清晰，表面均匀，质感好

3)加工位无气孔与电镀后不起泡

(3) 压铸设备与工艺

1)设备：DC88

2)合金液控制温度：415-425℃

3)工艺参数：

①压射时间：0.8s

②压射速度：4m/s

③压射压力：11MPa

④冷却时间：2.4s

⑤储能时间：0.8s

⑥周期时间：0.8s

⑦冷却方式：水冷

(4) 结果

1)浇口前方区域在压铸约50000模次时发现冲蚀现象

2)产口前端的中间区域，出现困气起泡现象

3)毛坏产品的合格率不足60%

(5) 原因分析

1)浇口的中间部位充型流速过快，合金液冲涮型腔，温度高，造成浇口前方较近区域热腐蚀，产品表面起小凸点。

2)由于产品中间部位充型速度过快，产品前方区域(接近溢流槽方向)气体回旋困气，造成有局部高温气体无法全部排出，引起产品有气孔，起泡和热腐蚀。

3)由于困气使大量气孔于产品中，导致表面处理工序加热时，气孔中空气膨胀，表皮起泡。

(6) 改良措施

1)针对产品较低的合格率，工程技术与工模相关人员对模具的充型结构做了调整和改动，如图2所示。

1)改良部位：

①入水方式，从长边开浇口，用分区充填做法。

②主流道与分流道设分流三角区。

③溢充槽与产品的距离拉远1mm。

(7) 改良效果

1)生产1万模次未发现有冲蚀现象

2)毛坯产品合格率达95%以上

3)相同的设备，压射的压力和速度作降幅调整，提高了产品合格率，延长了模具使用寿命。

(8) 小结

从产品的长边入水，把分流道和浇口拉长，加上分区多浇口形式进水，避免高速冲刷，缩短充型距离，降低了压射速度，克服高温冲刷;把溢流槽距离拉离产品，克服气体和冷料反弹引起溢流槽气孔现象，平衡模温效果。

三、产品抛光后有杂质硬点

杂质硬点(也称夹杂)的来源和生成，是锌合金在高湿的环境下合金中的Al成分和铁质的热作件中的Fe成分化合而成;其次来源于水口料多次复用和废品使用杂质化合生成。从实践中得出杂质的来源为。

(1) 电镀废品回炉料

(2) 压铸机热作件在高温通道下余料生成

(3) 水口料多次回炉氧化物生成

下面以手机面壳产品抛光后有杂质点分析作为案例二进行说明。

(1) 产品：手机面壳

1)材料：Zamak3 2)压铸设备：DC88压铸机

3)压铸合金温度：415-425℃4)模具型腔穴数为1件

(2)缺陷情况

产品在生产2万模次，在抛光检中未检出有夹杂硬质点存在，在之后生产的产品中，抛光后产品发现逐渐于产品溢流槽方向的分型线边延有硬质点。经过仔细观察，硬质点的质量很高，抛光工艺无法除掉，试锉后，有打滑的钢声。

(3)原因分析和改良措施

1)停止生产，换用全新坩锅、鹅咀身和全新原料再生产，产品生产中未发现有硬质杂物出现;试验证明，全新原料没有存在类似夹杂物，那么它的来源是来自压铸机热作件之中。从坩锅、鹅颈和射咀身这三件热作件当中分析(前提是硬质点的生成是合金中Al成分与钢件中Fe元素在高温的状态下化合而成)，这三件工作件中工作温度最高是射咀身，它的身外表面是设定在450-480℃之间，探温针探测位置距离发热套约有5-8mm。观察发现，设定在450℃，在够温时，发热套的外观是暗红色的，超过500℃，射咀射在全新状态下，内孔是光滑不藏料的。再经过一段时间生产，锌合金液在内孔不同程度不同位置有凹孔出现，特别是中间高温部位;由于有凹孔藏料，合金中的铝成分与射咀身腐蚀的铁质成分化合成AlFe化合物，硬质物由此产生。

2)除了以上办法外，需控制水口料或二次再生料的干净程度，电镀废品不能回炉使用，因回炉的废品中有镍、铬及氧化物存在，这两样金属难以熔于合金熔液中，会以颗粒存在合金中，因此就有可能混入生产压铸件中，造成抛光后现出硬质点的现象。