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锌合金压铸件表面起泡现象分析

2018-7-23 8:18:12来源:网络作者:
  • 导读:
  • 一直以来,锌合金压铸件的一个重大而且常发性缺陷(起泡)困扰着诸多的压铸从业者和压铸加工企业。同时,也致使大到原料供应商和压铸企业及抛光和电镀企业,小到公司部门之间的扯皮现象时有发生。
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  • 锌合金 压铸件 起泡

一直以来,锌合金压铸件的一个重大而且常发性缺陷(起泡)困扰着诸多的压铸从业者和压铸加工企业。同时,也致使大到原料供应商和压铸企业及抛光和电镀企业,小到公司部门之间的扯皮现象时有发生。

锌合金压铸件,目前广泛用于各种装饰方面,如家具配件、建筑装饰、卫浴配件、灯饰零件、玩具、领带夹、皮带扣、各种金属饰扣等,因此,对压铸件表面质量要求较高,同时,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就是表面起泡。

一.缺陷表征

压铸件表面有突起的小泡。有的是压铸出来就发现了,有的是在抛光或加工后才显露出来,有的是在喷油或电镀后才出现。

二.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)气孔产生的原因

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、涂料挥发出来的气体、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)缩孔产生的原因

A、金属液凝固过程中,由于积体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,造成某部位凝固过慢,体积收缩时表面形成凹位。

由于气孔和缩孔的存在,使铸件在进行表面处理时,孔洞可能会进水,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汽,体积膨胀,因而导致铸件表面起泡。

2.晶间腐蚀引起

锌合金成分中的有害杂质,如铅、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。特别是在潮湿的环境下,晶间腐蚀会使铸件变形、开裂、甚至破碎。

3.裂纹引起

(1)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,后进入的金属液不能和已凝固的金属层熔为一体,在铸件表面对接处形成叠纹,出现条状缺陷。

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。

(2)热裂纹

A、当铸件厚薄不均时,凝固过程中会产生应力;

B、过早顶出,金属强度不够;

C、顶出受力不均;

D、过高的模温使晶间粗大;

E、有害杂质存在。

以上因素都可能产生裂纹。

当铸件存在水纹、冷隔纹、热裂纹,电镀时溶液会渗入到裂纹中,在烧烤时转化为蒸汽,气压顶起电镀层起泡。

4.模具和产品设计不当

进浇速度、进浇方向、冷却系统、型壁变化等。

5.后加工工艺不当引起

(1)磨光

比如,磨光时的力度;有的是滚光(所采用的石料和规格,“花岗石陶瓷”)、振光(所用的磨料的规格、震动的幅度、震动的频率)。

(2)抛光

抛光轮的规格型号、抛光时的力度(力度过大则破坏了硬质层,过轻则达不到抛光的效果)。

(3)脱脂和清洗

因为在磨光或抛光时,会用一些辅助材料(蜡、振光液等),辅助材料会残存在压铸件的表面,所以要进行清洗,一般会采用碱液、酸液和电解脱脂。

锌合金压铸件,它的主要成分为锌和铝,在压铸时,会产生偏析现象,产品的某些部位会出现富锌或富铝现象,碱能使铝、酸能使锌优先溶解。产品表面上会形成针孔,并在其间残存溶液,电镀后容易产生气泡,所以,锌合金压铸件的清洗除油非常之重要。

(4)过程与存放

A、压铸出来后,没能保存好,而造成的吸水和氧化;

B、磨光抛光后,没有及时电镀处理,致使产品表面氧化;

C、清洗除油完成后,没有及时电镀而造成产品表面侵蚀;

D、电镀完成后,没有按要求保存。

三.解决缺陷方案

1.对于气孔

控制气孔的产生,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,即金属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过程的研究显示中,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流槽,排出模外。

2.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的产生。

对于晶间腐蚀现象,主要是控制合金原料中的有害杂质含量,特别是铅一定要少于0.003%。注意废料带来的杂质元素(分类比例添加)。

3.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(渣包),来减少冷隔纹的出现。

4.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;降低模温和料温。

5.认真检查模具和产品,检讨模具和产品的方案优化。

6.磨光所用的有粘附粒度大约为0.045-0.069。

滚光所用的应是花岗石陶瓷,并配合滚光液、清洗剂、除蜡水。根据产品要求,选择不同规格的花岗石陶瓷。滚石与产品的比例为2.5:1.0,而且滚筒速度不要过高,时间在1.5-2.0H。

抛光根据产品要求选择,一般都用布轮,黄油膏用来粗抛,再使用白油膏细抛。布轮圆周速度不能太快,较小的产品相对速度慢,不可破坏产品的表面硬质层。精抛完工后,要加上白粉并摆放好,用软物隔开,要及时电镀处理。

7.在脱脂前进行清洗

一般用有机溶剂、表面活化剂、或冷脱液进行初步清洗。锌合金压铸件脱脂一般都是用碱性化学溶剂配合电解除油组合进行。完成后,就要进行浸蚀和活化(为了提高后工序电镀的附着力),不过,包括电镀在内,每一个工序都要保证药水和溶液的纯度和浓度,及缸内的清洁度,并不定时地对清洗缸、浸蚀活化缸进行彻底清理,这是重中之重,也是决定电镀效果的关键所在。

8.产品在抛光、脱脂、清洗完成后,应在12H内完成电镀。电镀好的产品要包装好,放置于干燥通风的阴凉处,不可在太阳下暴晒。

(关键字:锌合金 压铸件 起泡)

(责任编辑:01175)
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