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压铸件孔洞起泡的原因及分析

作者:新盛达有色金属制 发布日期:2021-11-02 12:06 点击:
锌合金压铸件最常见的缺陷是表面起泡、结构松散,从而导致强度降低、电导率下降,不能达到质量标准,致使产品不良率高,严重影响产品的正常生产。
锌合金压铸件最常见的缺陷是表面起泡、结构松散,从而导致强度降低、电导率下降,不能达到质量标准,致使产品不良率高,严重影响产品的正常生产。更为严重的是,某些缺陷在压铸件半成品中难以检查出来,而在其后的加工工艺中显露出来,如电镀中才会显露出来,这无疑给生产造成了更为严重的损失。造成上述缺陷的原因是多方面的,有合金本身的材料性能是否符合标准的问题,也有压铸机、模具设计是否正确合理及对加工工艺过程控制是否得当等一系列问题。为了解决这些问题,有些单位针对自己特定的产品质量问题进行了研究,也得到了一些成果,但总的说来,对锌合金压铸中出现这些问题的机理和生产工艺条件及其参数控制的影响尚缺乏系统深入的研究。
目前孔洞类型的起泡缺陷是锌合金压铸件公认的常见缺陷,特别易出现在微型超薄锌合金压铸件中,起泡缺陷主要来自于锌合金凝固过程的收缩和存在的气体,其中缩孔和疏松主要来源于热节。起泡缺陷还来源于如下三大部分:
(l)锌合金原材料杂质引起。锌合金中有害杂质铅、福、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,而电镀液加速了这一过程,受晶间腐蚀的部位会膨胀而将镀层顶起,造成压铸件表面起泡。
(2)压铸过程中卷气。金属液紊乱流动而卷入的气体是形成孔洞的主要原因,主要影响因素有模具材料、压铸模具浇道系统、压铸过程中金属液的填充、压铸件的后期热处理。
(3)压铸件表面电镀处理产生。压铸件电镀引起缺陷也是一个重要因素,主要由电镀工艺引起,特别是电镀前置处理对起泡缺陷有重要影响。
在压铸生产过程中,液态金属在高速高压下充型,并在高压下凝固,容易产生流痕、欠铸、气孔等缺陷。在金属液充填过程中卷入的气体很难排出,这会直接影响产品品质。由于压射过程无法直接观察,很多参数只能依据经验取得。随着计算机的高速发展,用计算机技术改造传统的铸造产业己成为一种趋势,铸造数据模拟技术在铸造行业的应用优化了产品结构,提高了产品质量,缩短了产品开发周期,从而推动铸造行业进入了一个新的发展时期。
卷气缺陷是压铸工艺中一种最常见的孔洞缺陷,压铸充型过程中金属液与型腔中空气之间的相互作用是形成卷气缺陷的主要原因。采用计算机数值模拟技术研究卷气缺陷,分别采用优化后的液一气两相流模型和卷入气体演变及输运模型对实际压铸件的充型过程进行数值模拟,并将充型完毕后卷气缺陷分布的计算结果与压铸件的扫描电子显微镜sEM(scanning Electron Microscope)检测结果、关键位置的实际截面照片进行对比,能为压铸工艺方案的设计和改进提供一定的参考。但压铸过程温度与压铸件缺陷是有一定关系的,全面分析了压铸过程的复杂边界换热现象并提出了各种处理方法,开发了压铸生产过程温度场数值模拟的有限差分程序,采用流场祸合温度场模拟计算得到的初始温度场作为凝固模拟的初始条件,可以更精确地计算压铸件的凝固时间,从而提高凝固模拟的计算精度。后来许小忠等针对温度场与压铸件产品精度及效率的关系,然后得到了压铸过程中铸件温度和应力的变化规律。突然受热膨胀时的变化规律,并分析了型芯膨胀对铸件应力变化的影响,分析了在不同浇口尺寸条件下,压力变化对铸件应力的影响。
与此同时,针对目前的锥形流道,应用流体力学原理,通过逐步减少从压铸机的喷嘴到浇注系统的内浇口的面积,控制金属液的流速,降低浇注系统中流道各处的压力损失,然后获得较高的速度,大大缩短了充型时间,有效地避免模腔内的空气混入浇注系统,从而降低铸件气孔缺陷的产生。同传统的厚壁件的模具浇注系统设计。对比,倒锥形浇道看起来比较轻巧,且节省金属原材料,事实证明目前倒锥形浇道设计的模具在试模阶段确实不需频繁修改模具,更加有助于提高压铸件的品质。
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