電子門鎖鋁合金外殼壓鑄件外觀常見質(zhì)量問題及成因分析

中國日用五金技術(shù)開發(fā)中心 佟 哲

電子門鎖作為近幾年來新興的鎖具門類取得了較快的發(fā)展。據(jù)有關機構(gòu)統(tǒng)計，電子門鎖在2015年全行業(yè)產(chǎn)銷量還不足500萬套，截止到2021年全行業(yè)年產(chǎn)銷量已經(jīng)突破2000萬套大關。近七年電子門鎖產(chǎn)銷量翻了四倍，是鎖具行業(yè)發(fā)展最快速的細分行業(yè)。電子門鎖的外殼，即電子門鎖的前、后面板，其材質(zhì)構(gòu)成一般由銅合金、鋅合金、鋁合金、鐵合金以及不銹鋼組成。其中銅合金雖然屬于環(huán)保材料，而且加工性能優(yōu)異，但性價比較低，目前已經(jīng)僅在部分高端產(chǎn)品中采用；鋅合金以其易成型、表面處理容易，在早期被電子門鎖行業(yè)采用；鐵合金以其優(yōu)異的性價比，為相對較容易的加工技術(shù)，目前在中、低端電子門鎖領域被應用較多；不銹鋼雖然表面耐腐蝕性較高，但其成型難度高，不易制成復雜形狀，而且針對電子門鎖結(jié)構(gòu)設計難度較高，僅在特殊場所應用。

近些年，隨著鋁合金壓鑄、表面處理技術(shù)的不斷成熟，鋁合金以其優(yōu)異的性價比以及較成熟的成型和表面處理技術(shù)，正在逐漸被廣大的電子門鎖企業(yè)所采用。截止目前，國內(nèi)超過7成以上的電子門鎖均采用了鋁合金作為面板的主材質(zhì)。鋁合金主要的成型的方式為壓鑄成型，約占比鋁合金成型的9成以上，其次是型材數(shù)控加工成型。在鋁合金加工成型工序中，鋁合金壓鑄工藝技術(shù)的優(yōu)劣直接決定了鋁合金成型后表面的觀感、質(zhì)感以及用戶體驗等。

鋁合金壓鑄成型過程當中的質(zhì)量要求主要包括兩個方面，一方面是強度質(zhì)量要求，即滿足國家標準要求的強度，例如外殼表面耐沖擊強度、防撬、防拉、防暴力等要求，執(zhí)手的耐用性以及執(zhí)手的強度要求等。另一方面要求是外觀的要求，即表面可能出現(xiàn)的例如：沙孔、裂傷、凹痕、碰傷、劃傷、變形等。

其中，外觀質(zhì)量問題主要分為兩類，一類為壓鑄本身或操作過程當中出現(xiàn)的問題，主要包括：

沙孔：即表面因氣泡、凹痕引起的，出現(xiàn)不穿透壓鑄件表面基體的小孔。一般多為單顆或多顆組成，其出現(xiàn)的位置可能是水口位置，也可能出現(xiàn)在表面，但多出于水口位置。沙孔出現(xiàn)有著較強的隱蔽性，可能在壓鑄后發(fā)現(xiàn)，也可能是拋光后發(fā)現(xiàn)，也可能是在表面處理（噴漆或電鍍）后發(fā)現(xiàn)，也是鋁合金壓鑄件最容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題之一。一般沙孔的不合格差別根據(jù)不同的表面要求也不一樣，A面（直觀面）以及AB連接面，要求嚴格一些，B面（次直觀面）、C面（非直觀面）的要求相對次之，D面，一般只做強度要求，不做沙孔要求。其主要成因是壓鑄機壓力時間或壓機噸位調(diào)整不到位，內(nèi)部形成氣孔，材料致密度不夠所致。如圖1：

圖1 鋁合金壓鑄件表面沙孔

裂傷：主要是指鋁合金壓鑄件出現(xiàn)撕裂性傷痕，此項問題屬于壓鑄中常見問題之一，也是嚴重的質(zhì)量問題之一。其主要出現(xiàn)在壓鑄的連接面（例如A/B 面之間），一般出現(xiàn)裂傷均可直接認定為產(chǎn)品有質(zhì)量問題或嚴重的質(zhì)量問題。其主要成因仍然是壓鑄過程當中的溫度、壓力值、落殘料時工藝不當、模具表面處理不當或模具工藝其它問題等引起的。如圖2所示：

圖2 壓鑄裂傷

凹痕：主要是指壓鑄的過程當中，在A/B/C面出現(xiàn)的，經(jīng)過拋光之后仍然無法去除的凹陷痕跡。一般與沙孔類似，但面積多大于沙孔而且呈連續(xù)分布，又有別于壓鑄變形的凹陷。如圖3所示，其主要成因是壓鑄模具質(zhì)量、模具表面加工工藝、以及在壓鑄過程當中模腔內(nèi)整潔度等原因所導致。一般在生產(chǎn)過程當中處理的方式是，A/B/C面不得出現(xiàn)凹痕，在非拋光表面凹痕的范圍和大小在不影響強度質(zhì)量要求以及體驗要求的情況下允許放行。

圖3 壓鑄凹痕

欠鑄：也稱缺肉，是指在壓鑄成型后鑄件與設計偏差，未填充完整或輪廓不清，缺邊少角等情況。一般多出現(xiàn)在電子門鎖壓鑄件的邊角、連接處、螺釘或結(jié)構(gòu)相對復雜的一些部位。如圖4所示。其主要成因是鋁合金液化含氣量過高，氧化嚴重，模溫過低，液體流速低，壓鑄件結(jié)構(gòu)設計不當（過薄、厚薄差距過大），模具排氣口設計等原因所導致。

圖4 欠鑄

變形：變形主要有兩種情況，一種是壓鑄變形，另一種是一般變形。壓鑄變形主要是指電子門鎖外殼壓鑄成型后與設計要求不符，包括了整體變形或局布變形。目前整體變形在壓鑄過程當中出現(xiàn)較多，主要是壓鑄件成型之后平整度不夠，與設計相差過大。特別是一些較長、較為大型的壓鑄件。如圖5所示。一般變形的主要原因在電子門鎖上主要為結(jié)構(gòu)設計中，對較長的工件，未注重平整度的設計，僅注意結(jié)構(gòu)性要求，導致模具設計無法對平整度進行設計；另一個主要原因是出模時間過早，導致工件的剛性強度不足；第三個主要原因是，壓鑄件出模后堆放不當所導致。

圖5 壓鑄變形

上述的問題主要是在結(jié)構(gòu)設計、模具設計、壓鑄工藝及操作工序等方面導致出現(xiàn)的電子門鎖外殼壓鑄件出現(xiàn)了此類問題。在日常的生產(chǎn)實踐當中，一般解決辦法是在結(jié)構(gòu)設計期間，模具設計、壓鑄工藝的考量應納入到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計當中，形成結(jié)構(gòu)設計——工藝實現(xiàn)——工程實施——質(zhì)量要求一體化的架構(gòu)。在前端設計就考慮到生產(chǎn)實施方法及難度。在模具設計階段，要針對電子門鎖的結(jié)構(gòu)特殊性要求，形成一致性的結(jié)構(gòu)設計規(guī)范，通過設計端的澆口、水口、推桿、頂針、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定筋、壓鑄時間、模具清洗、溫度等方面形成針對電子門鎖壓鑄件的統(tǒng)一的實施規(guī)范。在壓鑄過程當中嚴格按照規(guī)范操作等來保證鑄件的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

鋁合金壓鑄件還有一些原因與壓鑄的工藝、模具關系不大，但是卻與壓鑄件質(zhì)量息息相關的常見質(zhì)量問題出現(xiàn)。

碰傷、劃傷：主要是在壓鑄成型后，因操作搬運不當或堆放不當?shù)葘е碌膲鸿T件表面有明顯外力痕跡。如圖6所示。碰傷、劃傷主要發(fā)生的原因是操作不規(guī)范，例如模具工開模取件時碰到模具、設備或其它工作臺的邊、角或架，也可能是在操作過程當中放置流水線工件碰撞等因素，工序轉(zhuǎn)運等方面的人為操作方面所導致。一般加強壓鑄的工序管理以及正規(guī)操作即可解決。

圖6 碰傷

結(jié)語：電子門鎖外殼壓鑄，作為市場最重視高顏值產(chǎn)品的底層工序之一，直接決定了后續(xù)拋光、表面處理是否能夠達到市場需求的質(zhì)量目標，同時也決定了與其它配件之間的配合度是否能夠滿足質(zhì)量、外觀、體驗的要求。例如壓鑄件與表面裝飾IML（注塑表面處理技術(shù)）件，決定了外觀與體驗，內(nèi)部與主板PCBA、離合、電機等直接影響產(chǎn)品質(zhì)量及體驗。可以認為電子門鎖外殼是承載著電子門鎖質(zhì)量穩(wěn)定與提升的母體之一。因此，外殼的質(zhì)量是電子門鎖質(zhì)量的重中之中。只有強化體系管理、流程管理、操作管理、確保過程正確，結(jié)果正確這是本質(zhì)宗旨，才能規(guī)避在壓鑄過程當中出現(xiàn)的一些常見問題,從而提升電子門鎖的產(chǎn)品質(zhì)量水平。