在現有的鑄造方法中,用壓力鑄造方法生產出的鑄件,具有、表面光潔、機械性能好、等一些特點。但能否發揮出這些特點,則 先取決于壓鑄件結構設計得是否合理。
結構工藝性差的壓鑄件不但給壓鑄模制造、壓鑄工藝帶來種種困難,而且也難以質量,使壓鑄法的技術經濟效果難以顯示出來。在經濟上、技術上往往都得不到預期的效果,反而誤認為壓鑄法并不具備應有的優點。
鋅合金壓鑄件的生產工藝
1、壓鑄合金種類受到的限制因素:壓鑄模具受到使用溫度的限制,由于部分合金的熔點太高,致使其配套壓鑄模具壽命過低,使成本居高不下,難以應用于實際生產之中。目前,用來進行壓鑄生產的合金主要是鋅合金、鋁合金、鎂合金及銅合金等有色金屬。
2、鋅合金壓鑄件表面常有氣孔存在:高溫時氣孔內的氣體膨脹會使壓鑄件的表面鼓泡,嚴重影響了壓鑄件外觀,降低了其整體的鋅合金壓鑄件質量。所以,壓鑄件一般不能進行熱處理和焊接,也不宜在高溫下工作。
3、壓鑄件尺寸的限制:壓鑄模具的尺寸受到壓鑄機鎖模力及其裝模尺寸的限制,所以壓鑄工藝只適用于中小型鑄件的生產,而不能應用于大型鑄件。同樣,對于內凹復雜的壓鑄件,由于壓鑄模具及原理的限制因素,其壓鑄生產也較為困難。
鋅合金壓鑄件目前廣泛應用于各種裝飾方面,如家具配件、建筑裝飾、浴室配件、燈飾零件、玩具、領帶夾、皮帶扣、各種金屬飾扣等,因此對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 常見的缺陷是表面起泡。
缺陷表征:壓鑄件表面有突起小泡、壓鑄出來就發現、拋光或加工后顯露出來、噴油或電鍍后出現。產生原因:
1、孔洞引起:主要是氣孔和收縮機制,氣孔往往是圓形,而收縮多數是不規則形。
1)氣孔產生原因:a金屬液在充型、凝固過程中,由于氣體侵入,導致鑄件表面或內部產生孔洞。b涂料揮發出來的氣體侵入。c合金液含氣量過高,凝固時析出。
當型腔中的氣體、涂料揮發出的氣體、合金凝固析出的氣體,在模具排氣不良時, 終留在鑄件中形成的氣孔。
2)縮孔產生原因:a金屬液凝固過程中,由于體積縮小或 后凝固部位得不到金屬液補縮,而產生縮孔。b厚薄不均的鑄件或鑄件局部過熱,造成某一部位凝固慢,體積收縮時表面形成凹位。由于氣孔和縮孔的存在,使壓鑄件在進行表面處理時,孔洞可能會進入水,當噴漆和電鍍后進行烘烤時,孔洞內氣體受熱膨脹;或孔洞內水會變蒸氣,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。特別是在潮濕環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。
水紋、冷隔紋:金屬液在充型過程中,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金屬層熔合為一體,在鑄件表面對接處形成疊紋,出現條狀缺陷。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部。
熱裂紋:①當鑄件厚薄不均,凝固過程產生應力;②過早頂出,金屬強度不夠;③頂出時受力不均;④過高的模溫使晶粒粗大;⑤雜質存在。
以上因素都有可能產生裂紋。
當壓鑄件存在水紋、冷隔紋、熱裂紋,電鍍時溶液會滲入到裂紋中,在烘烤時轉化為蒸氣,氣壓頂起電鍍層形成起泡。
鋅合金壓鑄件特點:
1、相對比重大。
2、鑄造性能好,可以壓鑄形狀復雜、薄壁的件,鑄件表面光滑。
3、可進行表面處理:電鍍、噴涂、噴漆、拋光、研磨等。
4、熔化與壓鑄時不吸鐵,不腐蝕壓型,不粘模。
5、有很好的常溫機械性能和。
6、熔點低,在385℃熔化,容易壓鑄成型。
使用過程中須注意的問題:
1、抗蝕性差。當合金成分中雜質元素鉛、鎘、錫超過標準時,導致鑄件老化而發生變形,表現為體積脹大,機械性能特別是塑性顯著下降,時間長了甚至破裂。
鉛、錫、鎘在鋅合金中溶解度很小,因而集中于晶粒邊界而成為陰極,富鋁的固溶體成為陽極,在水蒸氣(電解質)存在的條件下,促成晶間電化學腐蝕。壓鑄件因晶間腐蝕而老化。
2、時效作用
鋅合金的組織主要由含Al和Cu的富鋅固溶體和含Zn的富Al固溶體所組成,它們的溶解度隨溫度的下降而降低。但由于壓鑄件的凝固速度,因此到室溫時,固溶體的溶解度是地飽和了。經過 時間之后,這種過飽和現象會逐漸解除,而使鑄件地形狀和尺寸略起變化。
3、鋅合金壓鑄件不宜在高溫和低溫(0℃以下)的工作環境下使用。鋅合金在常溫下有較好的機械性能。但在高溫下抗拉強度和低溫下沖擊性能都顯著下降。