· 一直以來鋅合金壓鑄件的一個重大而且常發(fā)性缺陷(起泡)困擾著諸多的壓鑄從業(yè)者和壓鑄加工企業(yè)。同時也致使大到原料供應商和壓鑄企業(yè)及拋光和電鍍企業(yè),小到公司部門之間的扯皮現(xiàn)象時有發(fā)生。
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(wèi)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(fā)現(xiàn)、拋光或加工后顯露出來、噴油或電鍍后出現(xiàn)。
二、產(chǎn)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(shù)是不規(guī)則形。
(1)氣孔產(chǎn)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(nèi)部產(chǎn)生孔洞。
B、涂料揮發(fā)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(fā)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(chǎn)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(chǎn)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(nèi)氣體受熱膨脹或孔洞內(nèi)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(huán)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(xiàn)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(nèi)部。
(2)熱裂紋:
A、當鑄件厚薄不均,凝固過程中產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品設計不當:
進澆速度、進澆方向、冷卻系統(tǒng)、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(guī)格,“花崗石陶瓷”)、振光(所用的磨料的規(guī)格、震動的幅度、震動的頻率)。
(2)拋光:
拋光輪的規(guī)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(chǎn)生偏析現(xiàn)象,產(chǎn)品的某些部位會出現(xiàn)富鋅或富鋁現(xiàn)象,堿能使鋁、酸能使鋅優(yōu)先溶解。產(chǎn)品表面上會形成針孔并在其間殘存溶液,電鍍后容易產(chǎn)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(chǎn)品表面氧化。
C、清洗除油完成后沒有及時的電鍍而造成產(chǎn)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(chǎn)生關鍵是減少混入鑄件內(nèi)的氣體量,理想的金屬流應不斷加速地由噴嘴經(jīng)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(nèi)澆口逐漸減少,可達到這個目的。在充填系統(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)湍流而卷氣,平穩(wěn)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??赏ㄟ^合理的水口設計,內(nèi)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(chǎn)生。
對于晶間腐蝕現(xiàn)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(nèi)澆口速度,或在冷隔區(qū)加大溢流槽(渣包),來減少冷隔紋的出現(xiàn)。
4、對于熱裂紋:
壓鑄件厚薄不要急劇變化以減少應力產(chǎn)生;相關的壓鑄工藝參數(shù)作調(diào)整;降低模溫和料溫。
5、認真檢查模具和產(chǎn)品,檢討模具和產(chǎn)品的方案優(yōu)化!
6、磨光所用的有粘附粒度大約為0.045—0.069。
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(jù)產(chǎn)品要求選擇不同規(guī)格的花崗石陶瓷,滾石與產(chǎn)品的比例;2.5:1.0。而且滾筒速度不要過高,時間在1.5—2.0H。
拋光根據(jù)產(chǎn)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(chǎn)品相對速度慢,不可破壞產(chǎn)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(nèi)!每一個工序都要保證藥水和溶液的純度和農(nóng)度及缸內(nèi)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(chǎn)品在拋光、脫脂、清洗完成后應在12H內(nèi)完成電鍍。電鍍好的產(chǎn)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。