镁合金半固态压铸缺陷分析与防止

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热加工热处理/锻压/铸造2011年第13期69

镁合金半固态压铸缺陷分析与防止

浙江机电职业技术学院（杭州310053）王瑞权

【摘要】针对镁合金半固态压铸生产中出现的各种缺陷的特征，从形成机理、影响因素等方面进行分析，并提出了具体的预防与控制措施。通过调整压铸工艺参数，改善铸型设计，提高镁合金的熔炼质量，可取得满意的效果。

在镁合金半固态压铸过程中铸件存在气孔、缩孔、缩松、氧化夹杂、冷隔、充型不良、毛刺和飞边等缺陷。

下面对上述各种缺陷产生的原因和防止方法进行论述。

一、气孔缺陷

气孔属气体作用而形成，一般尺寸较大，肉眼可见，内孔光滑（如图1所示）

。

图1铸件中的气孔金相

1.产生的原因

（1）当半固态浆料的液相率较高，飞溅严重，容易形成漩涡包住空气。

（2）内浇道处金属浆料充填速度较高，造成紊流，卷入气体。

（3）排气不良，溢流排气道太小。

（4）模具温度过低，脱模剂未干。

2.防止措施

（1）选择合理工艺参数，调整半固态浆料的液相率。

（2）增加内浇道和溢流槽面积，使内浇道处金属液流充填速度降低，并加大内浇道与铸件之间的过渡圆角。

（3）增设排气槽、溢流槽，充分排气，及时清除排气槽上的油污、废料。

（4）减少脱模剂的用量。

二、缩孔、缩松缺陷

铸件凝固次序的一般规律是：较薄处及合金液最先停止流动处往往最先凝固，较厚处及合金液体流过时间最长及最后充型处往往最后凝固，而缩孔与缩松的缺陷最易集中在铸件最后凝固的部位。

镁合金液的凝固方式为结晶温度范围比较宽的层状凝固，即由表及里逐层凝固。随着凝固的进行，金属的收缩也在不断地进行，结壳厚度不断增加，外部压力的作用越来越小，最后使铸件内部压力低于外部压力造成内部真空，从而形成缩孔与缩松缺陷。

压铸件中大而集中的孔洞为缩孔，小而分散的孔洞为缩松，缩松和缩孔的孔洞形状不规则、不光滑，表面呈暗色（如图2所示），而气孔具有光滑的表面，形状为圆形。

1.产生的原因

（1）铸件在凝固过程中，因产生收缩且得不到金属液补偿而造成空穴。

（2）压射比压低，增压压力过低。

（3）模具设计不合理，不能够建立合理的凝固顺序。

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图2铸件中的缩孔和缩松金相

（4）内浇道较薄、面积过小，过早凝固，不利于压力传递和金属液补缩。

2.防止措施

（1）降低浇注温度，减少收缩量。（2）提高压射比压及增压压力。

（3）合理设计模具，建立顺序凝固条件，使缩孔与缩松排除于铸件外。

（4）改变铸件结构，减少金属积聚，使壁厚尽可能均匀。

三、夹杂

外形尺寸稍大，且不规则。用放大镜或肉眼有时可明显观察到状态不规则，以及大小、颜色、高度不同的夹杂物（见图3）。

图3铸件中的夹杂扫描

1.产生的原因

（1）熔炼不洁净，混入杂质太多。

（2）保温温度高且持续时间长，造成氧化夹杂。（3）石墨坩埚或涂料中含有石墨脱落混入金属液中。

2.防止措施

（1）使用洁净的炉料，合金熔液需精炼除气，将熔渣清除干净。

（2）控制半固态浆料制备过程的保温温度，减少保温时间。

（3）及时清理压室、型腔。

四、冷隔和充型不良

压铸件表面有明显的、不规则的、下陷线型纹路和充型不满的现象。

1.冷隔和充型不良产生的原因

（1）填充速度低，压射比压低。（2）半固态浆料固相率太高。（3）内浇道横截面积太小。（4）浇注位置不当或流路过长。

（5）合金液吸气，氧化夹杂物含量高，使其质量差而降低流动性。

2.防止措施

（1）正确选择填充速度和压射比压，提高合金的流动性。

（2）适当提高半固态浆料的制备温度，减少固相率。

（3）加大内浇道的横截面积。（4）改善排气、填充条件。（5）提高合金液的质量。

五、毛刺飞边

压铸件在分型面上出现的金属薄片。

1.产生的原因

（1）分型面上有杂物。（2）锁型力不够。

（3）压射速度过高，形成压力过高。（4）半固态浆料的液相率过高。

2.防止措施

（1）清洁型腔和分型面。

（2）检查锁型力和增压情况，调整工艺参数。（3）选择适当的压射速度。

（4）适当降低半固态浆料的制备温度，减小其液相率。

六、结语

总之，镁合金半固态压铸件的质量与压铸设备的性能、压铸工艺参数、铸型设计，以及镁液熔炼的质量有关。如果压铸成形工艺参数选择不当，铸件易出现气孔、冷隔、浇不足、裂纹、夹渣和性脆等铸造缺陷，我们可以通过改善工艺、调整模具、合理设计、严格管理等来减少缺陷，提高铸件的力学性能。

（20110119）