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一體化壓鑄鋁鑄件十大缺陷及解決方法
2023-12-14 05:24
鋁合金壓鑄是指液態鋁合金在高溫高壓下以極高的速度從壓力室進入模具型腔,經冷卻後形成的鑄造方法。特別是近年來成為行業趨勢的超大型一體化壓鑄是新能源汽車零件生產的先進技術。鋁合金壓鑄件具有尺寸精度高、機械性能好、生產效率高等優點,在汽車、摩托車、內燃機、電子、儀器、航太等領域具有廣泛的應用前景。
雖然這種生產方法具有多種優點,但在生產過程中,鋁合金壓鑄成型受多種因素影響,極易造成最終的鑄造缺陷,鋁合金溶液在流動過程中很容易捲入其中。氣體、鑄造製程溫度分佈不平衡,會導致鑄件產生流痕、裂痕、縮孔、燒傷等諸多缺陷。
1.鑄件有流痕、花紋
鑄件症狀:
鑄件表面有與金屬液流動方向一致的條紋,也有與金屬基體顏色不同的清晰可見的無方向性紋路,且無發展趨勢。
生成原因分析:
1)模具溫度太低;
2)澆道設計不良,內澆口位置不良;
3)物料溫度太低;
4)灌裝速度低,灌裝時間短;
5)澆注系統不合理;
6)排氣不良;
7)噴塗不合理。
2、鑄件出現裂紋
鑄造症狀:
壓鑄件表面有網狀髮絲狀凸起或凹陷的痕跡,隨壓鑄件數的增加而擴大、延伸。
產生原因分析:
(1)壓鑄模型腔表面裂縫;
2)壓鑄模具預熱不均勻。
3.鑄件產生冷偏析
鑄件的症狀:
壓鑄件表面有明顯的、不規則的、下垂的線狀花紋圖案(有穿透和不穿透兩種)細而窄的形狀,有時相交邊緣光滑,在外力作用下有斷開的可能性。
產生原因分析:
(1)兩股金屬相互對接,但未完全熔合且其間不存在夾雜物,兩金屬結合力又很弱;
(2)澆注溫度或壓鑄模具溫度低;
3)澆口位置不正確或流道過長;
4)灌裝速度低。
4.鑄件出現縮孔(凹痕)
鑄件的症狀:
比較厚的鋁鑄件,大部分錶面都有光滑的凹痕(像盤碟一樣)。
產生原因分析:
(1)因壓鑄件設計不當造成的收縮壁厚差異過大;澆口位置不合適;
壓射比壓力低,保壓時間短;壓鑄模具局部溫度過高。
(2)冷卻系統設計不合理;
(3)開模過早;
4)澆注溫度過高。
5.鑄件產生痕跡
鑄件症狀:
鑄件表面與壓鑄模具型腔表面接觸留下的痕跡或鑄件表面出現階梯痕。
產生原因分析:
(1)頂桿端面磨損造成;頂桿調整長度不一致;壓鑄模具型腔拼接部分與其他部分配合不好。
(2)由拼接部分或活動部分造成的拼接部分鬆脫;活動部分鬆脫或磨損;鑄件側壁表面,由動模和定模相互穿插鑲嵌而成。
6.鑄件附有信徒痕跡
鑄件症狀:
小片與金屬或非金屬與金屬基體部分熔合,在外力作用下剝落小片,剝落的鑄件表面有的發亮,有的呈暗灰色。
產生原因分析:
(1)壓鑄模具型腔表面有金屬或非金屬殘留物;
(2)澆注時首先帶入附著在型腔表面的雜質。
7.鑄件結皮和剝落
鑄造症狀:
鑄件局部有明顯的金屬層。
產生原因分析:
(1)模具剛性不夠,在液態金屬充型過程中,模板產生抖動;
2)壓射過程中沖頭爬行現象;
(3)澆道系統設計不當。
8.鑄件發生摩擦燒蝕
鑄件症狀:
壓鑄件表面在某些位置產生粗糙表面。
產生原因分析:
(1)由壓鑄件類型(模具)引起的內澆道位置和形狀不合適;
(2)鑄造條件造成澆道內金屬液沖刷劇烈部位冷卻不夠。
9.鑄件出現侵蝕
鑄件的症狀:
壓鑄件局部位置有凹點或凹凸。
產生原因分析:
(1)內澆道位置設定不當;
2)冷卻條件差。
10.鑄件出現裂紋
鑄件症狀:
將鑄件放入鹼性溶液中,裂痕呈現深灰色。金屬基體的破壞和裂縫呈直線或波線狀,晶粒窄而長,在外力作用下有發展趨勢。
產生原因分析:
(1)合金中鐵含量過高或矽含量過低;合金中有害雜質含量過高,降低了合金的塑性;鋁矽合金、鋁矽銅合金含鋅或銅過多;鋁鎂合金中鎂的含量過多;
(2)脫模時間太短,保壓時間短;鑄件壁厚發生劇烈變化的地方;
(3)局部填料鬆緊度過大,頂出時受力不均。
結論
一體化壓鑄可以將原來設計的多個單獨的零散零件重新設計後高度集成,然後使用大型壓鑄機一次性成型,省略焊接的過程,直接得到一個完整的大型零件。因為這種生產流程的創新可以簡化生產流程,提高生產效率,並減輕車身重量,有效地大幅降低生產成本。
此前,市場採用一體化壓鑄製程的主要是後底板,隨著製程的優化,一體化壓鑄的應用範圍也不斷擴大。目前,一體化壓鑄技術逐漸應用於汽車前艙、中心底板、電池托盤等零件。有專業機構預計,到2025年,我國一體化壓鑄件市場空間將達到348.4億元,2021年至2025年複合成長率為230.9%。
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