1. 介绍
铸造是一种精确且高效的制造过程，用于生产复杂的金属零件.
跨汽车等行业广泛使用, 航天, 电子产品, 和消费产品,
Die Casting提供了诸如高生产率之类的优势, 卓越的维度精度, 和光滑的表面饰面.
然而, 即使在一个像死亡铸造一样精确的过程, 缺陷是不可避免的.
这些缺陷会损害零件的质量, 导致昂贵的延误和客户不满意.
了解最常见的铸造缺陷, 他们的原因, 预防措施对于维持高生产标准至关重要.
在本文中, 我们将探索常见的压铸缺陷, 它们如何影响生产, 以及防止他们的有效方法.
2. 什么是铸造?
铸造是一个在高压下注入霉菌中熔融金属的过程. 然后将金属冷却并凝固成精确的形状.
它通常用于生产具有复杂几何形状的零件，需要高维精度.
关键好处:
- 精确: 铸造可以达到±0.1 mm的公差, 非常适合需要复杂细节的零件.
- 成本效益: 一旦制成霉菌, 该过程高效且具有成本效益, 特别是在大批量生产中.
- 高生产率: 铸造可以在短时间内产生数千个相同的零件, 这使其在大型制造中很受欢迎.
使用的常见金属:
- 铝: 几乎占 85% 所有压铸产品, 以其轻巧和耐腐蚀性而闻名, 通常用于汽车和航空航天行业.
- 锌: 提供高强度, 出色的铸造流动性, 和耐腐蚀性. 它经常用于小, 错综复杂的零件.
- 镁: 最轻的结构金属, 提供高强度的比率, 经常用于航空航天和汽车应用.
- 铜合金: 以高强度和电导率而闻名, 铜合金用于电子组件.
3. 常见的铸造缺陷
压铸缺陷会影响零件质量, 功能, 和审美吸引力.
这些缺陷通常分为四类: 表面缺陷, 内部缺陷, 维度缺陷, 和与材料相关的缺陷.
一个. 表面缺陷
- 闪光
当过量的金属从霉菌腔逸出时，就会发生闪光, 通常是由于夹压压力不足或模具部位不匹配.
它导致薄, 铸件周围不需要的金属鳍, 必须修剪. - 冷关
冷闭合是由于温度不足或流量不足，熔融金属在铸造过程中无法完全融合的结果.
它在铸件的表面上是接缝或线，可以显着削弱零件. - 烧伤
燃烧痕迹是铸件表面上的深色变色或碳堆积.
这通常是由于在压铸周期中过热或过度暴露于热量而引起的. - 表面孔隙度
表面孔隙率会导致出现在铸件表面上的小孔或空隙.
这种缺陷通常是由于注射过程中被困在熔融金属中的空气或气体引起的.
b. 内部缺陷
- 内孔隙度
内部孔隙率是指被困在铸件中的空气口袋, 使零件变得较弱，更容易受到压力下的失败.
在凝固过程中捕获气体时，这些空隙通常会发生. - 收缩
当铸造固定和合同时，收缩缺陷会发生, 在零件内创建空隙.
这通常是由冷却或熔融金属供应不足引起的. - 热撕裂
当冷却过程中的铸造裂纹时，会发生热撕裂, 通常在薄壁的部分中，凝固过程中的压力超过了材料抵抗的能力.
c. 维度缺陷
- 经线
当零件由于冷却不均或残留的内部应力而变形时，会发生经线.
这在大型或复杂的部分中尤其常见，在不同部分的冷却速率各不相同. - 错位
当霉菌一半无法正确对齐时，错位会发生, 导致部分几何形状.
这可能是由于霉菌设计差或注射过程中的夹具不当而引起的. - 不准确的维度
不一致的成型条件, 例如压力或温度不当, 可能导致不符合设计规格的零件.
d. 物质铸造缺陷
与物料相关的缺陷是由杂质引起的, 污染, 或不正确的材料处理.
这些缺陷会导致表面缺陷, 孔隙率, 甚至部分失败.
4. 死亡铸造缺陷的原因
生产过程中可能由各种因素引起的铸造缺陷.
了解这些原因对于识别问题的根源并采取纠正措施至关重要.
以下是铸造缺陷的关键原因:
与物质有关的问题
- 杂质: 金属中的污染物或杂质, 例如氧化物或污垢, 会损害演员的质量.
不纯净的材料会导致孔隙率或冷闭合等缺陷. - 水分含量: 金属或霉菌中的水分过多会导致注射过程中形成蒸汽.
这可能导致气泡, 气口袋, 以及孔隙率或表面饰面等缺陷. - 合金成分: 如果金属合金未正确混合或对所需特性的组成错误, 它可能导致收缩或内部孔隙率.
预防措施: 使用高质量, 干净的, 和准备充分的材料, 并确保将金属预热并正确处理可以减轻这些问题.
模具设计和状况
- 排气不足: 适当的排气对于允许被困的空气在注射过程中逃脱至关重要.
排气不足会导致气体陷入困境, 引起孔隙率或燃烧标记等缺陷. - 霉: 随着时间的推移, 模具可能会磨损或遭受不对对准, 导致缺陷，例如闪光灯或不准确的尺寸.
- 门控和喂养系统不当: 如果模具的门控系统设计不佳或放置,
它可能导致金属流不平, 导致诸如冷关的缺陷, 错位, 或不完整的填充.
预防措施: 定期维护模具, 优化通风系统, 仔细设计门控和喂养系统可以防止这些问题.
过程参数
- 温度控制: 保持金属和模具的一致温度至关重要.
如果金属太热或太冷, 它可能导致缺陷，例如烧伤标记, 冷关, 或孔隙率.
相似地, 不一致的霉菌温度会导致弯曲或尺寸不准确. - 喷射速度和压力: 注射速度或压力不足可能导致不完全霉菌填充, 导致冷门或不完整的铸件.
反过来, 压力过大会导致闪存和材料浪费. - 冷却率: 太快或太慢的冷却速率会导致收缩, 经线, 或热撕裂. 冷却不均会导致内部应力和扭曲.
预防措施: 定期监视和调整温度, 压力, 冷却速率可确保一致的生产质量.
机器和工具因素
- 磨损的死亡: 随着时间的推移, 用于铸造的模具可能会磨损, 导致诸如Flash或不准确之类的缺陷。.
磨损的模具还会产生不平坦的压力分布, 这可能导致缺陷. - 机器故障: 故障或不当校准的压铸机可能导致压力不一致,
温度, 和注射过程中的速度, 导致缺陷. - 不正确的机器设置: 使用不正确的设置为模具铸造机, 例如注射速度或压力不当,
可能会引起冷关, 填充糟糕, 或过多的闪光.
预防措施: 确保定期校准机器, 模具被替换或维护, 并优化了机器设置，可以防止这些类型的缺陷.
操作员错误
- 处理不当: 未经充分培训或无法遵循正确程序的操作员会犯错误，导致缺陷,
例如霉菌载荷不当或金属温度不一致. - 检查不足: 如果操作员无法检测到缺陷的早期迹象或不遵循适当的质量控制程序,
缺陷可能不会引起注意, 在生产后期导致更大的问题. - 缺乏纠正措施: 在某些情况下, 当缺陷开始出现时，操作员可能无法调整过程参数, 允许问题恶化.
预防措施: 经营者的适当培训和认证, 以及勤奋的检查过程, 对于防止错误和维持质量控制至关重要.
环境因素
- 湿度和温度变化: 环境湿度和温度的变化会影响金属的流量和模具的冷却过程,
导致不一致的结果和缺陷，例如孔隙率或扭曲. - 清洁: 灰尘, 污垢, 或生产环境中的外国材料会污染金属或模具,
导致表面斑点或表面效果不佳等缺陷.
预防措施: 保持受控, 稳定温度和湿度条件的清洁环境可以帮助降低这些风险.
5. 死亡铸造缺陷的常见解决方案
解决压铸缺陷需要一种有针对性的方法来考虑每个问题的根本原因.
这里, 我们概述了常见缺陷的特定解决方案, 得到数据和实用见解的支持，以帮助制造商改善其流程.
闪光
解决方案: 调节夹紧压力, 改进模具设计, 并确保适当的排气是最大程度地减少闪光灯的有效策略.
- 夹紧压力: 增加夹紧力可以减少闪光的发生 25%.
确保将霉菌的一半紧密密封可防止熔融金属逃脱到不必要的区域. - 模具设计: 在模具设计中纳入更紧密的公差可以降低闪光 40%.
这涉及精确的加工和定期维护检查，以确保模具部分之间不存在差距. - 排气: 足够的排气可使空气从霉菌腔中逸出，而无需熔融金属跟随.
适当的排气位置可以减少闪光的形成 30%.
冷关
解决方案: 升高金属温度或调节喷射速度可确保金属流的全模填充和正确融合.
- 金属温度: 将熔融金属的温度提高10-20°C可以提高流动性并防止冷闭合问题.
高温可以增加成功融合的可能性 35%. - 注射速度: 优化注入速度可以改善填充过程, 导致冷闭合缺陷的减少 40%.
更快的注射速度可以帮助确保在金属开始凝固之前填充模具的所有部分.
烧伤
解决方案: 降低霉菌温度并优化铸造周期可以防止过热和随后的燃烧痕迹.
- 模具温度控制: 降低霉菌温度10-15°C可以显着降低燃烧痕迹的风险.
受控冷却还可以防止热冲击和相关的表面缺陷. - 铸造周期优化: 简化铸造周期以避免长时间接触热可以减少燃烧痕迹 20%.
有效的周期管理确保一致的零件质量.
孔隙率 (表面和内部)
解决方案: 控制冷却速率和应用脱气技术会减轻孔隙率问题.
- 冷却率管理: 实施受控的冷却速率可以降低内部孔隙率 30%.
逐渐冷却有助于更有效地消散被困的气体, 导致更密集的铸件. - 脱气技术: 使用诸如真空辅助铸造或添加脱气剂之类的方法可以消除 90% 与孔隙相关的缺陷.
这些技术在固化之前促进从熔融金属中去除溶解的气体.
收缩和热撕裂
解决方案: 优化冷却速率并添加立管可以解决收缩腔和热撕裂.
- 冷却速率优化: 微调冷却过程以确保均匀的固化可以减少收缩缺陷 20%.
均匀冷却可最大程度地减少导致热撕裂的应力浓度. - 立管和馈线: 从策略上放置立管可以提供额外的熔融金属以补偿收缩, 最多降低缺陷率 35%.
适当的喂养系统确保关键区域在凝固过程中仍然没有空隙.
经线
解决方案: 管理冷却速率并最大程度地减少内部压力可以防止经常.
- 均匀冷却: 采用促进甚至冷却的冷却渠道可以减少经常性 25%.
均匀冷却可最大程度地减少差分收缩和内部应力. - 内部压力缓解: 纳入压力救济治疗（例如退火）可以减少经常 40%.
缓解残余应力确保尺寸稳定性和功能完整性.
错位
解决方案: 提高模具设计的准确性和改善的门控系统可以解决未对准的问题.
- 精确模具设计: 利用高级CAD/CAM技术可以提高霉菌精度, 减少未对准错误 50%.
精确模具确保精确的部分复制. - 门控系统优化: 设计高效熔融金属流的高效门控系统可以通过高达降低未对准 30%.
正确的门控可促进平滑填充并最小化位移.
不准确的维度
解决方案: 一致的成型条件和强大的质量控制措施可以确保准确的维度.
- 一致的成型条件: 保持稳定的过程参数，例如温度, 压力,
冷却速率可以在紧密的公差内达到尺寸的准确性, 最多降低可变性 20%. - 质量控制: 实施严格的检查协议可以在生产周期初期识别和纠正尺寸不准确.
有效的质量控制可以降低拒绝率 15%.
6. 铸造缺陷对生产和成本的影响
- 提高废料率: 更高的废料率增加了材料和生产成本.
废料率的每个百分比增加都可以增加 5% 达到生产成本. - 延长生产时间表: 由于缺陷而导致的延迟可以扩展时间表并破坏时间表.
生产延误可以使公司平均损失 $10,000 每天. - 质量控制和返工: 重新加工有缺陷的零件或将其删除的费用加起来.
质量控制措施最多可以 15% 制造总成本的. - 客户满意度: 质量不佳的铸件可以降低产品性能和客户信任.
客户不满可能导致业务损失, 通过研究表明 80% 顾客经过负面经历不会返回.
7. 如何防止铸造缺陷
优化模具设计:
正确的霉菌设计对于最大程度地减少缺陷至关重要. 使用正确的通风系统, 调整门控以获得适当的金属流,
并确保准确的霉菌对准以降低闪光和孔隙率的风险.
控制过程参数:
保持一致的温度, 压力, 冷却速率可确保熔融金属正确填充模具并固化而没有缺陷.
材料选择和处理:
使用高质量, 预热的材料减少了污染和缺陷. 适当的存储和处理对于避免与水分有关的问题也是必不可少的.
改进的工具和设备维护:
定期维护和校准模具, 机器, 工具有助于确保质量一致并减少缺陷.
培训和专业知识:
训练有素的操作员对于尽早检测潜在缺陷并及时采取纠正措施至关重要.
他们必须了解过程的复杂性，并知道如何根据需要调整参数.
8. 结论
铸造仍然是必不可少的制造过程, 然而，它带来了固有的挑战，必须应对实现最佳结果.
通过了解缺陷的类型, 确定他们的原因, 并采取预防措施,
制造商可以显着提高其产品的质量和一致性.
投资高级技术, 优化过程, 并确保操作员培训对于最大程度地减少缺陷和确保平滑至关重要 压铸操作.
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