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鋅合金壓鑄件起泡現象分析

文章出處:銘意五金發表時間:2016/5/21 16:00:21 字體大小:【

鋅合金壓鑄件目前廣泛用于各種裝飾方面,如家具配件、建筑裝飾、衛浴配件、燈飾零件、玩具、領帶夾、皮帶扣、各種金屬飾扣等,因此對壓鑄件表面質量要求較高,同時要求有良好的表面處理性能。而鋅合金壓鑄件最常見的缺陷就是表面起泡。

 一、缺陷表征:

     壓鑄件表面有突起的小泡,壓鑄出來就發現、拋光或加工后顯露出來、噴油或電鍍后出現。

 二、產生原因:

 1、孔洞引起:主要是氣孔和收縮機制,氣孔往往是圓形,而收縮多數是不規則形。

       (1)氣孔產生的原因:

  A、金屬液在充型、凝固過程中,由于氣體侵入,導致鑄件表面或內部產生孔洞。

  B、涂料揮發出來的氣體侵入。

  C、合金液含氣量過高,凝固時析出。

  當型腔中的氣體、涂料揮發出來的氣體、合金凝固析出的氣體,在模具排罐子不良時,最終留在鑄件中形成的氣孔。

       (2)縮孔產生的原因:

A、金屬液凝固過程中,由于積體縮小或最后凝固部位得不到金屬液補縮,而產生縮孔。

B、厚薄不均的鑄件或鑄件局部過熱,造成某部位凝固過慢,體積收縮時表面形成凹位。由于氣孔和縮孔的存在,使鑄件在進行表面處理時,孔洞可能會進水,當噴漆和電鍍后時宜行烘烤時,孔洞內氣體受熱膨脹或孔洞內水會變蒸氣,體積膨脹,因而導致鑄件表面起泡。

2、晶間腐蝕引起:

鋅合金成分中有害雜質:鉛、鎘、錫會聚集在晶粒交界處導致晶間腐蝕,金屬基體因晶間腐蝕而破碎,而電鍍加速了這一禍害,受晶間腐蝕的部位會膨脹而將鍍層頂起,造成鑄件表面起泡。特別是在潮濕的環境下晶間腐蝕會使鑄件變形、開裂、甚至破碎。

3、裂紋引起:水紋、冷隔紋、熱裂紋。

     (1)水紋、冷隔紋:

金屬液在充型過程中,先進入的金屬液接觸型壁過早凝固,后進入金屬液不能和已凝固的金屬層熔為一體,在鑄件表面對接處形成疊紋,出現條狀缺陷。水紋一般是在鑄件表面淺層;而冷隔紋有可能滲入到鑄件內部。

     (2)熱裂紋:

       A、當鑄件厚薄不均,凝固過程中產生應力。

       B、過早頂出金屬強度不夠。

       C、頂出受力不均。

       D、過高的模溫使晶間粗大。

       E、有害雜質存在。

以上因素都可能產生裂紋。

當鑄件存在水紋、冷隔紋、熱裂紋,電鍍時溶液會滲入到裂紋中,在燒烤時轉化為蒸氣,氣壓頂起電鍍層起泡。

4、模具和產品設計不當:

進澆速度、進澆方向、冷卻系統、型壁變化等等!

5、后加工工藝不當引起:

   1)磨光:

比如磨光時的力度、有的是滾光(所采用的石料和規格,“花崗石陶瓷”)、振光(所用的磨料的規格、震動的幅度、震動的頻率)。

   2)拋光:

拋光輪的規格型號、拋光時的力度(力度過大則破壞了硬質層,過輕則達不到拋光的效果)。

   3)脫脂和清洗:

因為在磨光或拋光時會用一些輔助材料(蠟、振光液等)會殘存在壓鑄件的表面,所以要進行清洗,一般會采用堿液、酸液和電解脫脂。鋅合金壓鑄件,它主要成分為鋅和鋁,在壓鑄時會產生偏析現象,產品的某些部位會出現富鋅或富鋁現象,堿能使鋁、酸能使鋅優先溶解。產品表面上會形成針孔并在其間殘存溶液,電鍍后容易產生氣泡。所以鋅合金壓鑄件的清洗除油非常之重要!

  4)過程與存放:

    A、壓鑄出來以后,沒能保存好!而造成的吸水和氧化。

    B、磨光拋光后沒有及時電鍍處理,致使產品表面氧化。

    C、清洗除油完成后沒有及時的電鍍而造成產品表面侵蝕。

    D、電鍍完成后沒有按要求保存!

 三、解決缺陷方案:

 1、對于氣孔:

控制氣孔的產生關鍵是減少混入鑄件內的氣體量,理想的金屬流應不斷加速地由噴嘴經過分流錐和澆道進入型腔,形成一條順滑及方向一致的金屬流,采用錐形流道設計,即澆流應不斷加速地由噴嘴向內澆口逐漸減少,可達到這個目的。在充填系統中,混入的氣體是由于湍流與金屬液相混合而形成氣孔,從金屬液由澆鑄系統進入型腔的模擬過程的研究顯示中,明顯看出澆道中尖銳的轉變位和遞增的澆道截面積,都會使金屬液流出現湍流而卷氣,平穩的金屬液才有利于氣體從澆道和型腔進入溢流槽和排氣流槽,排出模外。

2、對于縮孔:

要使壓鑄凝固過程中各個部位盡量同時均勻散熱,同時凝固。可通過合理的水口設計,內澆口厚度及位置,模具設計,模溫控制及冷卻來避免縮孔的產生。

對于晶間腐蝕現象:主要是控制合金原料中的有害雜質含量,特別是鉛一定要少于0.003%。注意廢料帶來的雜質元素(分類比例添加)。

3、對于水紋、冷隔紋:

可提高模具溫度,加大內澆口速度,或在冷隔區加大溢流槽(渣包),來減少冷隔紋的出現。

4、對于熱裂紋:

 壓鑄件厚薄不要急劇變化以減少應力產生;相關的壓鑄工藝參數作調整;降低模溫和料溫。

5、認真檢查模具和產品,檢討模具和產品的方案優化!

6、磨光所用的有粘附粒度大約為0.0450.069

滾光所用的應是花崗石陶瓷,并配合滾光液、清洗劑、除蠟水。根據產品要求選擇不同規格的花崗石陶瓷,滾石與產品的比例;2.51.0。而且滾筒速度不要過高,時間在1.52.0H

拋光根據產品要求選擇,一般都用布輪黃油膏用來粗拋,再使用白油膏細拋。布輪圓周速度不能太快,較小的產品相對速度慢,不可破壞產品的表面硬質層!精拋完工后要加上白粉并擺放好用軟物隔開!要及時電鍍處理!

7、能常會在脫脂前進行先清洗,一般用有機溶劑、表面活化劑、或泠脫液進行初步清洗。鋅合金壓鑄件脫脂一般都是用堿性化學溶劑配合電解除油組合進行!完成后就要進行浸蝕和活化(為了提高后工序電鍍的附著力),不過包括電鍍在內!每一個工序都要保證藥水和溶液的純度和農度及缸內的清潔度!并不定時的對清洗缸、浸蝕活化缸進行徹底清理。這是重中之重!也是決定電鍍效果的關鍵所在!

8、產品在拋光、脫脂、清洗完成后應在12H內完成電鍍。電鍍好的產品要包裝好,放置于干燥通風的陰涼處,不可在在太陽下暴曬。