锌合金压铸件起泡缺陷分析

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锌合金压铸件起泡缺陷分析

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（图3）

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）

  
图3 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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图呢,没有啊.