鎂合金壓鑄件質(zhì)量缺陷控制淺析
2012-12-31 00:00:00王全順
【摘要】本文簡(jiǎn)要的介紹了鎂合金壓鑄產(chǎn)品的主要缺陷，主要分析了影響鑄件質(zhì)量的相關(guān)因素，如壓鑄模具、壓鑄工藝、壓鑄件結(jié)構(gòu)、壓鑄合金及壓鑄作業(yè)等，提出了質(zhì)量控制的相應(yīng)方法和管理規(guī)程，使鎂合金鑄件質(zhì)量得到進(jìn)一步提高。
【關(guān)鍵詞】材料；鎂合金缺陷；質(zhì)量控制；管理規(guī)程
我公司引進(jìn)的布勒壓鑄機(jī)，最大鎖模力3200KN，活塞動(dòng)態(tài)注射力786KN，增壓注射力2033KN。從工作穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，在凝固階段中根據(jù)系統(tǒng)的類(lèi)型可生產(chǎn)非常高的最終壓射壓力；從控制能力來(lái)說(shuō)，可以對(duì)速度和最終壓力曲線進(jìn)行編程以適合壓鑄零件的幾何形狀，實(shí)行控制參數(shù)量。那如何利用設(shè)備的優(yōu)良性能，壓鑄出高品質(zhì)的鑄件，清楚鑄件質(zhì)量控制中存在的缺陷，全過(guò)程的質(zhì)量控制和多方法的質(zhì)量管理將起到關(guān)鍵性的作用。
1.鎂合金壓鑄件主要缺陷和形成原因
鎂合金壓鑄產(chǎn)品的缺陷很多，大致可以分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是尺寸不良，如多料，缺料，裂紋，流痕，平面度不良等；另一類(lèi)是表面狀態(tài)不良，如氧化，黑點(diǎn)，氣孔等。前者一般屬于物理性質(zhì)，后者屬于化學(xué)性質(zhì)。總體來(lái)講，鎂合金壓鑄件主要可概括為冷、裂、氣、欠等幾大缺陷。
1.1冷
即為冷隔，多出現(xiàn)在大鑄件離內(nèi)澆口遠(yuǎn)的區(qū)域，是鎂合金液相互對(duì)接或搭接單位熔合而出現(xiàn)的縫隙。由于合金液分成若干股地流動(dòng)時(shí)，各股的流動(dòng)前沿已呈現(xiàn)冷凝狀態(tài)，但在后面的金屬流的推動(dòng)下，仍然進(jìn)行填充，當(dāng)與其相遇的金屬流同樣具有凝固前沿時(shí)，則相遇的凝固層不能再熔合，其接合處便呈現(xiàn)縫隙，從而形成冷隔。
1.2裂
裂紋是鑄件的基體被破壞或斷開(kāi)，形成細(xì)長(zhǎng)的縫隙，呈現(xiàn)不規(guī)則線形，在外力作用下有繼續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。裂紋主要是受鑄件的結(jié)構(gòu)和形狀、模具成型零件的表面質(zhì)量及裝固程度、鎂合金中鋁、硅的含量高低以及熔煉、保溫、夾雜等的影響。
1.3氣
氣孔或縮孔是壓鑄時(shí)，激冷甚劇，凝固很快，熔于金屬內(nèi)部的氣體來(lái)不及析出，使金屬內(nèi)的氣體留在鑄件內(nèi)而形成孔洞。鎂合金在冶煉時(shí)，如果含有雜質(zhì)，在鑄錠時(shí)，雜質(zhì)的熔點(diǎn)一般沒(méi)有鎂的高，這樣，雜質(zhì)在鑄錠過(guò)程中蒸發(fā)從而形成氣孔，而且鎂合金冷室壓鑄都是需要在保護(hù)氣體的保護(hù)下進(jìn)行的，如果保護(hù)氣體不夠或者不純，也會(huì)導(dǎo)致氣孔產(chǎn)生。
1.4欠
壓鑄件成形過(guò)程中，某些部位填充不完整，稱(chēng)為欠鑄。主要形成原因有填充條件不良、內(nèi)部氣體阻礙、模具型腔存在殘留物等。
2.影響鎂合金壓鑄件質(zhì)量的主要因素
影響鎂合金壓鑄件質(zhì)量的因素很多。包括壓鑄模具、壓鑄工藝、壓鑄件結(jié)構(gòu)、壓鑄合金及壓鑄作業(yè)等。
2.1壓鑄模具
加工精度。壓鑄模要求在高溫下工作，這樣在選擇壓鑄模零件的配合公差時(shí)，不僅要滿足其在室溫下達(dá)到一定的裝配精度，還要其在工作溫度下保證各部分結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性，動(dòng)作可靠的要求，特別是一些與合金液接觸的部位，在受到合金液高速、高溫、高壓的條件下，容易使模具的配合間隙發(fā)生變化，從而影響壓鑄件的質(zhì)量。
冷卻系統(tǒng)。質(zhì)量差的冷卻水對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的危害程度增大，進(jìn)一步影響壓鑄件的質(zhì)量。為此，如果冷卻水質(zhì)達(dá)不到要求，就必須在冷卻水系統(tǒng)中增加水處理裝置和中心過(guò)濾裝置。
澆注、排溢系統(tǒng)。澆注、排溢系統(tǒng)對(duì)金屬液流動(dòng)的方向、溢流排氣條件、壓力的傳遞、填充速度、模具的溫度分布、填充時(shí)間的長(zhǎng)短等方面起著重要的控制和調(diào)節(jié)作用。其不僅決定了金屬液流動(dòng)的狀態(tài)，而且影響壓鑄件的質(zhì)量。設(shè)計(jì)合理的澆注系統(tǒng)，必須認(rèn)真分析壓鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求、鎂合金特性、壓鑄機(jī)的類(lèi)型和特點(diǎn)。
2.2壓鑄工藝
獲得優(yōu)質(zhì)鑄件，需要正確選擇和配置合理的壓鑄工藝，包括壓力、溫度和壓射速度。從壓射比壓方面，在保證鑄件成型和使用要求的前提下，選用較低的比壓，鎂合金一般件比壓30～50MPA，受力件50～80MPA，耐氣密性和大平面薄壁件80～100MPA；從充型速度方面，充型速度的高低直接影響到壓鑄件的內(nèi)外觀質(zhì)量。
2.3鑄件作業(yè)
壓鑄作業(yè)中，從環(huán)境、壓鑄周期、涂料、澆鑄量，作業(yè)人員及異常情況處理均對(duì)壓鑄件的質(zhì)量起著決定性作用。鎂合金壓鑄涂料可避免合金粘模，減少鑄件與模具型腔表面的摩擦，降低鑄件頂出阻力，保證鑄件順利脫模，防止鑄件頂出變形開(kāi)裂。噴涂不均勻或過(guò)厚，由于揮發(fā)形成的氣體聚集在型腔，極易使鑄件產(chǎn)生氣孔、針孔缺陷，造成鑄件成型不良。在壓鑄鎂合金時(shí)，一定要考慮到壓鑄環(huán)境的三大要素，1空氣，2溫度，3濕度。如果能夠?qū)⑦@三大要素搭配的好，那良率就會(huì)提高。
2.4壓鑄合金
鎂合金金屬液常用的合金化元素是鋁和鋅。為保證鑄造性能壓鑄鎂合金的鋁含量>3%，鋅含量<2%。否則容易產(chǎn)生裂紋。鎂合金中的非金屬夾雜物和金屬夾雜物，都對(duì)鑄件的質(zhì)量存在著不同程度的影響。
2.5鑄件結(jié)構(gòu)
壓鑄工藝設(shè)計(jì)也就是對(duì)壓鑄零件結(jié)構(gòu)的工藝合理性進(jìn)行分析，充分考慮各個(gè)方面的要求，如壓鑄工藝特點(diǎn)、壓鑄件結(jié)構(gòu)要素特性以及鑄件清理、表面處理、機(jī)械加工等后道工序，設(shè)計(jì)出合理的壓鑄件基本結(jié)構(gòu)。合理的鑄件結(jié)構(gòu)可以先住有效的縮短產(chǎn)品試制周期，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
3.鎂合金壓鑄件質(zhì)量控制
在生產(chǎn)工藝過(guò)程中，為減少和避免廢品的出現(xiàn)，保證各種工藝因素在正常的范圍內(nèi)，必須建立嚴(yán)格的質(zhì)量管理制度和完善的缺陷控制程序。
3.1質(zhì)量控制內(nèi)容
建立質(zhì)量管理體系，明確質(zhì)量管理目標(biāo)；嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程，實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)和文明生產(chǎn)；做好原料、壓鑄件的檢驗(yàn)、評(píng)價(jià)工作；嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備保養(yǎng)制度，正確選擇設(shè)備，壓鑄模具，保證生產(chǎn)質(zhì)量；加強(qiáng)不合格品的管理；實(shí)行工序質(zhì)量控制，特別是關(guān)鍵、重點(diǎn)工序的質(zhì)量控制；建立質(zhì)量信息系統(tǒng)，做好產(chǎn)品的質(zhì)量記錄、統(tǒng)計(jì)、分析和反饋工作。
3.2質(zhì)量控制規(guī)程
原材料驗(yàn)收：根據(jù)公司材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)；作業(yè)檢點(diǎn)：作業(yè)前各工位的點(diǎn)檢表中的項(xiàng)目進(jìn)行點(diǎn)檢記錄，發(fā)現(xiàn)異常立即報(bào)告并采取相應(yīng)措施；生產(chǎn)記錄：各工序操作人員必須嚴(yán)格依據(jù)操作規(guī)程、作業(yè)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行作業(yè)，并填相關(guān)記錄；質(zhì)量改進(jìn)：通過(guò)對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量情況及數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)管理，制定出品質(zhì)改善對(duì)策；壓鑄件生產(chǎn)必須具有可追溯性，即從原材料到成品零件，可追溯到生產(chǎn)日期、班次，可發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的問(wèn)題。
4.結(jié)束語(yǔ)
鎂合金材料的應(yīng)用增長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，勢(shì)必關(guān)注到鎂合金制品的使用質(zhì)量和效果。鎂合金制品的使用和鎂合金行業(yè)的擴(kuò)大，必須充分利用鎂合金的材料特性，嚴(yán)格控制鎂合金產(chǎn)品的質(zhì)量，制定相應(yīng)的質(zhì)量控制規(guī)范，減少壓鑄缺陷的產(chǎn)生，使其充分發(fā)揮新型材料在現(xiàn)代化領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，以便生產(chǎn)和研發(fā)出高性能、多市場(chǎng)的鎂合金產(chǎn)品。
【參考文獻(xiàn)】
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