压铸缺陷:类型、原因以及如何预防

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发布日期:  2022 年 3 月 18 日

最后更新日期: 2025 年 12 月 15 日
压铸缺陷类型、原因及预防
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压铸工艺涉及对熔融金属施加高压,这一工艺类似于塑料注射成型。 然而,压铸工艺复杂,许多因素都可能影响压铸产品的质量。 由于松散的原材料控制、不充分的工艺和生产计划等,压铸缺陷现在是主要问题。

因此,不能妥善解决这些铸造缺陷将影响最终产品的质量。 但是,需要注意的一件重要事情是,您可能无法避免整个过程中的每一个缺陷。 压铸工艺. 在这种情况下,设计师可能不得不修改模具设计。

因此,我们将在本文中讨论各种类型的模壳缺陷,详细说明它们的原因、解决方案以及如何预防它们。 让我们开始吧!

压铸缺陷s:类型, 原因, 和解决方案s

在这里,我们将介绍各种压铸缺陷和补救措施。 这些缺陷往往是由于填充不正确或凝固阶段不充分而导致的,主要有两大类:

全内走线 压铸缺陷

这些类型的铸造缺陷很难发现,它们削弱了部件的结构抵抗力。 两个主要的内部铸造缺陷是:

1. 气孔率

这涉及冷却后铸件中气泡的形成。 你会在压铸件的主体上看到气孔,呈圆形或椭圆形结构,它们也有光滑、亮白色或黄色的表面。  

气孔率示例

大多数固态金属不能容纳大量溶解的气体,但液态金属可以。 结果,固体金属中的气体在冷却时在铸件内形成空隙或气泡。 这通常发生在凝固阶段,您可能会注意到铸件内有一些孔洞。 根据气孔的严重程度,它可能导致其他类型的缺陷和报废率增加。

原因:
  • 从熔融金属合金中释放的氢 – 较高的熔炼温度通常会导致氢在熔融金属合金中的溶解度较高。 压铸中涉及的冷却和凝固降低了氢的溶解度并将其从熔融金属中释放出来。 结果,出现气孔。
  • 金属合金填充过程中涉及的气体 – 压铸工艺包括在高速和压力下将熔融金属合金填充到模具中。 因此,如果液态合金不能稳定有序地流动,就会发生湍流,从而导致气孔。
  • 脱模剂产生的气体 – 脱模剂通常会在熔融金属合金加热时分解并释放气体。 因此,由于过度使用脱模剂,可能会发生气体挥发。
解决方案:
  • 通过在助熔剂或低溶解度气体周围的真空中熔化原材料来控制熔化过程,以阻止空气到达熔融金属。
  • 确保您使用干净干燥的金属合金锭。
  • 使用可识别的压铸参数,包括注射速度。
  • 足够长的浇口和流道长度将有助于熔融合金稳定流动和容易排出气体。 
  • 选用优质脱模剂并合理用量。

2. 缩孔率

缩松缺陷

缩孔是在铸造冷却凝固过程中形成的,金属合金在冷却时收缩。 因此,如果没有采取足够的预防措施,很可能会出现这种缺陷。 然而,当不均匀收缩导致形状变形或在铸件中产生孔洞时,它就成为缺陷。

缩松可表现为开缩、翘曲和闭缩,影响金属的应力。 您会将该缺陷视为棱角分明的边缘,它们也可能带有裂纹或树枝状断裂。

原因:
  • 冷却系统设计不合理。
  • 开模过早。
  • 使用极高的浇注温度。
解决方案:
  • 改善整体铸件结构。 
  • 重新设计运行(浇口)系统,使其具有能够使熔融金属连续流动的立管。
  • 插入内部冷却装置、冷却盘管或肋条以增加散热。
  • 调整铸造温度以减少总体积不足。

3. 包含

这些是铸件内部或其表面上形状不规则的孔。 对于夹杂物,金属铸件中存在不需要的砂粒、材料、浮渣或脱氧产物。 夹杂物会影响金属铸件的机械功能,可以使用 X 射线或 UT 来识别它们。

原因:
  • 由于净化不当或垃圾污染而产生的金属杂质。
  • 炉料纯度低。 
  • 金属与周围大气或模具表面的相互作用。
  • 脱模剂中含有过多的石墨。 
解决方案s:
  • 确保炉料是纯净的。
  • 适当净化金属液,彻底去除熔渣。
  • 正确清洁模腔和钢包。 
  • 如果脱模剂含有石墨,请确保均匀混合和搅拌。 

选角 缺陷

这些类型的铸造缺陷通常是可见的,它们会破坏部件的表面及其美学质量。 他们包括:

1. 裂纹

当材料由于材料内外的应力而破裂时,就会出现裂纹。 它们在压铸表面上显示为不规则或线性图案。 第一道裂纹发生在冷却凝固过程中。

裂缝的典型例子

发生这种情况是因为型腔几何材料在其自然状态下无法收缩。 因此,残余应力会在模具中产生裂纹或变形。 第二种形式的裂纹是由于组件受到外力作用而产生的。 这些力来自零件顶出过程中的切割阶段或模具。

裂纹是成型合金中含有不当合金元素的结果。 因此,您想在熔化时使用正确的合金元素。 此外,优化组件结构并确保均匀的壁厚将防止这种缺陷。 平衡的压铸件脱模也是解决这种铸造缺陷的好方法。

2. 冷闭

在这里,铸件表面有不规则的直线线条。 线条又窄又小,边缘光滑,可能会因外力而延伸。 压铸中的冷隔缺陷发生在模腔中两个液态金属前锋不正确熔合时。 因此,组件上留下了一个薄弱点。

熔化温度低、注射速度低、浇注系统设计不合理、合金流动性差等都是造成冷隔的部分原因。 目视检查将帮助您发现此缺陷。 避免冷隔的一个好方法是提高模具和熔融金属的温度。 您还可以在增加柱塞速度的同时更改游戏的大小和位置。

3. 网络裂缝

网状裂纹在压铸件表面表现为毛发状或网状凹凸。 模具突起随着压铸次数的增加而延伸。 这可能是由于模腔粗糙、填充温度高、铸造材料不当和热处理不当造成的。

您的压铸模具材料和热处理工艺必须足以避免这种缺陷。 此外,您必须确保均匀和充分的模具加热以消除内应力。 应采用适当的冷却方法保证模腔的热平衡。 您希望压铸工艺具有良好的粗糙度水平。 因此,应定期打磨模腔和浇注系统。

4. 拖动和焊接

拖曳是平行于模具开口方向发生的缺陷。 它们在铸件表面表现为条状划痕。 虚焊是由于模腔和金属合金的异常粘连造成的。 它在组件的某些区域显示为材料过多或缺失。

压铸中的锡焊缺陷

压铸中的这些缺陷是由过热的熔融合金、模具型腔表面损坏或拔模斜度不足引起的。 不合理的注射机构和脱模剂质量差也可能导致这些缺陷。

因此,最好使用高质量的脱模剂并优化您的脱模机制。 如果模腔表面有损坏,请确保进行适当的维修。 您还可以调整浇口方向以保持模芯处于正确状态。

5. 闪烁

这种压铸缺陷会在压铸件上产生薄的、不规则的金属板形状。 其原因有注射速度高、填充温度高、分型面杂物不干净、模具合模力不足等。 因此,您必须使用正确的加工参数并确保定期进行模具维护,以防止出现这种缺陷。

6. 起泡s

压铸涉及压缩机器中的空气,并使用真空阀、溢流口或通风口将零件从铸件中弹出。 留在里面的空气会溶解在熔化的金属中,分布均匀。 湍流使空气集中,形成高压腔——水泡。 

铸件表面起泡

如果部件温度低,压铸中的这种缺陷就会隐藏起来,从而降低部件强度。 在温度高的情况下,您会注意到表面有气泡。 因此,您的压铸参数必须足够。 您还应该优化浇注系统以确保适当的排气性能。

7. 形变

当最终零件的形状与图纸不匹配时,就会发生这种情况。 由于浇口拆卸不当、铸件设计不当、开模过早、顶出机构不当以及铸件顶出过程中的阻力而导致变形。

因此,您必须确保选择合适的浇口移除机构。 另外,调整开模时间以保证刚性。 优化结构铸件设计和消除不利的脱模因素也有助于防止这种缺陷。

8. 流痕

这些是压铸件表面上的条纹和非方向性线条,颜色与铸件底部不同。 进入型腔的液态金属通常会形成一层薄薄的、不完整的层,其中可能充满了熔融金属。 这种填充会在组件上留下痕迹。

压铸件上的流痕

流痕的其他原因包括模具温度低、填充压力低、润滑剂或脱模剂过多以及横截面积小。 因此,应提高模具温度,调整注射速度、截面积等铸造参数。

9. 短填充

在压力铸造的这种缺陷中,铸件表面区域可能缺少某些材料。 因金属合金流动性差、充模温度低、注射压力低、充模条件差、润滑剂使用过多等原因而发生。

避免填充不足的一个好方法是选择合适的金属合金。 如果您还提高模具和填充温度以及注射速度和压力,将会有所帮助。 改进浇注系统设计和金属液流分流也有助于防止短充。

10. 复合s

层压来自填充过程中分离的两层的重叠。 压铸中的这些缺陷很难被发现。 它们在喷砂和翻滚等预加工操作后出现。

在这些阶段,铸件和嵌件之间的冲击会导致锌层的提升。 因此,污垢和液体可能隐藏在这些层的中间。 隐藏的物质可能会在过程中显示在表面上 表面处理工艺 像电镀和油漆,使结果恶化。

11. 水槽

这些是铸件表面的凹陷以及厚壁区域。 凹陷是由注射压力低、铸件壁厚不均匀、模具局部过热和保压时间短造成的。

您可以通过优化铸件设计来确保均匀的壁厚。 此外,您可以通过改善模腔的排气性能和增加注射压力来防止缩孔。 增加保压时间也是一种有效的方法。

避免的技巧 压铸缺陷

压铸缺陷的发生是由于各种原因。 一个好的 成型设计指南 会有效。 但是,以下“首要原则”提示将帮助您避免这些缺陷:

有效的评级系统

一个有效的评级系统会告诉你是在减少缺陷还是情况在恶化。 评级系统将帮助您了解是否需要更正。 这很重要,因为您想在缺陷达到高潮之前解决它。

气孔、缩孔和夹杂物是压铸中的主要缺陷,需要通过判断才能了解其严重程度。 由于不衡量就无法改进某些东西,因此您需要一个有效的评级系统来避免这些缺陷。

合适的壁厚

壁厚对铸造缺陷起着重要作用,不同的壁厚会产生不同的结果。 薄壁会使金属合金冻结,从而增强变形。 镁和铝的最小壁厚为 1.5 – 2.5mm,锌为 1.0mm。

正确的填充时间

填充时间从合金首次到达浇口时开始,到型腔被填充时结束。 以下是大多数铸件的最长填充时间指南:

合金薄壁<2毫米平均墙> 2毫米
铝板约2kg.09 秒.1 秒
锌 约1.4kg.03 秒.05 秒
镁 约1kg.02 秒.03 秒 

您可以使用 PQ2 计算来预测正确的填充时间。 该计算通过更改以下任何一项来预测浇口速度和填充时间的变化:

  • 门区
  • 柱塞尺寸
  • 机器液压
  • 柱塞速度设置

正确的金属流动模式

浇口设计的关键因素是金属流动,它是设计标准的函数。 这些简单的步骤将帮助您使用正确的金属流动模式:

  • 使用 PQ2 计算来确定浇口尺寸和柱塞,确保使用正确的填充时间、浇口速度和型腔压力
  • 然后将演员分成区域
  • 将门分开,以便同时填充每个 zine
  • 流过演员阵容
  • 避免混铸缺陷

正确的模具温度

您必须使用合适的温度以避免铸造缺陷。 低温会冷却液态金属,并可能通过增加凝固部分来影响表面。 高百分比的固体金属会导致水流变硬并且不能很好地混合。 结果,可能会出现冷流,从而导致缺陷。

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常见问题

如何减少铸造缺陷?

您可以通过使用有效的评级系统来避免铸造缺陷。 使用合适的壁厚。 模具温度和金属流动模式也是有效的解决方案。

压铸有什么用?

压铸工艺在汽车行业中广泛用于制造组件。 设计师和制造商也使用这种工艺来制作装饰性硬件和其他较小的组件。

如何去除铸件中的气孔?

良好的模具设计将帮助您消除气孔。 您还可以通过在浇注前向铝金属中添加氮气来消除此缺陷。 足够长的浇口和流道长度将确保稳定的合金流动以轻松排出气体。

撰稿
菲奥娜是一位机械工程师,专长领域包括制造、3D打印、汽车、电动汽车、可再生能源和暖通空调。她曾担任过实习工程师、高级工程师和项目副经理等多个职位,尤其擅长撰写制造领域的文章。业余时间,她热爱阅读,也喜欢动手制作各种DIY科技产品。
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