铝合金压铸的质量缺陷有哪些
2025-09-09 10:41:33 来源:铝合金压铸/铝合金压铸加工/铝合金压铸件 点击:
铝合金压铸的质量缺陷有哪些?
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铝合金压铸过程中,由于原材料、模具设计、工艺参数(温度、压力、速度)、设备状态等因素影响,易产生多种质量缺陷。这些缺陷不仅影响零件外观,还可能削弱机械性能(如强度、密封性),甚至导致零件报废。以下是常见的铝合金压铸件质量缺陷分类及详细说明:
内部缺陷隐蔽性强,直接影响零件的承载能力、耐疲劳性和密封性,需通过 X 光探伤、超声检测、金相分析等手段识别。
- 定义:铸件内部或近表面存在的、由气体(空气、水蒸气、合金挥发气等)形成的孔洞,通常呈圆形、椭圆形,内壁光滑。
- 产生原因:
- 铝液熔炼时除气不彻底(如未加除气剂、除气时间不足);
- 模具型腔排气不畅(排气槽堵塞、位置不合理、尺寸过小);
- 压射速度过快,铝液 “裹气”(高速冲击型腔壁,将空气卷入金属液内部);
- 模具预热不足,低温型腔与高温铝液接触时,表面水分或油污快速汽化,气体无法排出。
- 危害:降低零件强度(尤其是抗拉强度)、气密性(如液压件、密封壳体易渗漏),后续加工(如钻孔、攻丝)时可能出现 “漏气” 或表面凹陷。
- 定义:
- 缩孔:铸件厚大部位(如筋条、壁厚突变处)因铝液凝固时体积收缩,未得到金属液补充而形成的大尺寸、不规则孔洞(通常位于铸件中心或热节处,内壁粗糙);
- 缩松:缩孔的 “细化版”,是铸件内部分散的、细小的孔洞(类似海绵状),多因局部凝固速度不均导致。
- 产生原因:
- 模具设计不合理:铸件壁厚差异过大(厚壁处凝固慢,先凝固的薄壁 “阻断” 了对厚壁的补缩);
- 压射压力不足或保压时间过短:铝液凝固收缩时,无法通过 “保压阶段” 的金属液补充体积差;
- 浇注系统设计缺陷:内浇口位置不当(未对准热节处)、截面积过小,导致补缩通道提前凝固;
- 铝液浇注温度过高:延长凝固时间,加剧体积收缩,且易导致晶粒粗大,间接增加缩松风险。
- 危害:严重削弱零件的承载能力和抗疲劳性,若位于受力关键部位(如汽车悬挂零件、发动机支架),可能导致使用中断裂。
- 定义:铸件内部或表层混入的非金属杂质(如氧化铝、熔渣、模具磨损碎屑、涂料残渣等),形态不规则,与铝基体结合不良。
- 产生原因:
- 铝液熔炼时脱氧不彻底,生成 Al₂O₃氧化膜(未及时清除熔渣);
- 熔炼工具(坩埚、勺子)锈蚀或破损,金属碎屑混入铝液;
- 模具型腔涂料(如脱模剂)未均匀喷涂或未完全干燥,高温下碳化形成残渣,随铝液包裹入铸件;
- 原材料纯度不足(如回收铝中含较多杂质)。
- 危害:造成局部应力集中,降低零件的韧性和疲劳寿命,后续表面处理(如电镀、喷涂)时可能出现 “鼓包” 或涂层脱落。
表面缺陷直接影响零件的视觉质量和装配精度,部分缺陷(如裂纹、冷隔)还可能延伸至内部,引发更大故障。
- 定义:铸件表面或内部出现的、沿晶界或穿晶的线性缝隙,通常呈不规则状,严重时可贯穿整个零件。按形成阶段分为 “热裂纹” 和 “冷裂纹”:
- 热裂纹:铝液凝固过程中(温度处于固液两相区)产生,裂纹处金属氧化严重(呈暗灰色);
- 冷裂纹:铸件完全凝固后,因内应力(如模具约束、壁厚不均导致的收缩差)超过材料强度而产生,裂纹处较光亮(无氧化)。
- 产生原因:
- 合金成分不当(如含铜、镁过高,增加脆性;杂质元素如铁超标,形成硬脆相);
- 模具设计不合理(如拔模斜度不足,铸件脱模时受拉应力;型腔圆角过小,应力集中);
- 工艺参数不当(如模具温度过低,铸件快速冷却导致内应力;压射速度过快,冲击应力大);
- 铸件结构不合理(壁厚突变、尖角过多,冷却时收缩不均)。
- 危害:最危险的缺陷之一,直接导致零件断裂失效,尤其在受力或振动环境下(如汽车发动机零件、机械传动件)。
- 定义:铸件表面出现的不规则线性沟槽或缝隙,通常是两股或多股铝液在型腔中未完全融合(仅表面接触),凝固后形成的 “结合线”,严重时可贯穿零件。
- 产生原因:
- 铝液浇注温度过低,或模具温度过低,铝液到达汇合处时温度已降至凝固点以下,无法充分融合;
- 压射速度过慢,铝液在型腔中流动时冷却过快,形成 “冷流”;
- 内浇口数量不足或位置不当,导致铝液分流后汇合时能量不足;
- 铸件壁过薄,铝液流动距离过长,中途冷却过度。
- 危害:降低零件的强度和密封性,冷隔处易开裂,若位于密封面(如阀门、管道接口),会导致渗漏。
- 定义:铸件边缘、分型面、顶针孔或滑块缝隙处出现的多余金属薄片(俗称 “毛刺”),通常厚度较薄,形态不规则。
- 产生原因:
- 模具分型面贴合不紧密(如模具磨损、锁模力不足,导致分型面张开缝隙);
- 压射比压过高,铝液在高压下挤入模具缝隙;
- 模具设计缺陷(如分型面有异物、顶针与型腔配合间隙过大);
- 模具预热不均,分型面受热膨胀不一致,出现局部缝隙。
- 危害:影响零件的装配精度(如飞边导致零件尺寸超差,无法正常装配),增加后续清理成本(需人工或机械去飞边),若飞边脱落,可能堵塞管路或影响其他部件运行。
- 定义:铸件表面(尤其是厚壁或筋条下方)出现的局部下凹,通常呈圆形或椭圆形,深度较浅(一般 0.1-0.5mm)。
- 产生原因:
- 铸件厚壁处内部缩孔或缩松 “外溢”,导致表面塌陷;
- 保压时间不足,铝液凝固收缩时未得到足够补充,表面因体积减少而下凹;
- 模具型腔表面有划痕或腐蚀,成型后 “复制” 到铸件表面;
- 铝液浇注温度过高,表面凝固后,内部仍在收缩,拉动表面凹陷。
- 危害:影响外观质量(如外观件需二次补漆或打磨),若凹陷位于密封面或配合面,可能导致密封不良或装配间隙过大。
- 定义:铸件表面出现的平行于脱模方向的线性划痕或擦伤,严重时伴随金属剥落,多发生在模具型腔的垂直面或深腔部位。
- 产生原因:
- 模具拔模斜度不足(铸件与型腔壁摩擦力过大,脱模时被 “刮伤”);
- 模具型腔表面光洁度低(如未抛光、有刀痕),或涂层磨损(脱模剂失效,金属与模具直接摩擦);
- 铸件结构不合理(如深腔、窄缝,脱模时受力不均);
- 脱模速度过快或顶针推力不均,铸件受力变形并与型腔壁摩擦。
- 危害:破坏表面完整性,后续表面处理(如阳极氧化)时易出现 “色差”,若拉伤较深,可能导致零件尺寸超差。
这类缺陷导致零件不符合设计图纸的尺寸或几何要求,直接影响装配兼容性。
- 定义:铸件实际尺寸(如长度、厚度、孔径)超出设计图纸的公差范围(过大或过小)。
- 产生原因:
- 模具设计误差(如模具型腔尺寸计算错误,未考虑铝液的收缩率);
- 模具磨损或变形(长期使用后,型腔尺寸变大;或模具预热不均导致热变形);
- 工艺参数不当(如压射压力过高,铸件 “胀模” 导致尺寸变大;保压时间不足,收缩过度导致尺寸变小);
- 铝合金成分波动(不同批次合金的收缩率不同,导致尺寸偏差)。
- 定义:铸件冷却后出现的几何形状扭曲(如平面变曲面、直线变曲线),不符合设计的平整或对称要求。
- 产生原因:
- 铸件结构不对称(如一侧壁厚、一侧壁薄,冷却速度差异大,收缩不均导致变形);
- 模具温度分布不均(如模具局部过热,对应铸件部位收缩慢,产生内应力导致变形);
- 脱模方式不当(如顶针位置不对称、顶出力不均,强行脱模导致铸件变形);
- 冷却方式不合理(如铸件出模后未缓冷,直接暴露在低温环境中,局部快速收缩)。

- 定义:铝液未完全充满模具型腔,导致铸件出现局部缺失(如边角、小孔未成型),形态与模具型腔未填充部分一致。
- 产生原因:
- 铝液浇注量不足,或压射行程过短;
- 铝液温度过低、流动性差,无法充满型腔远端;
- 压射速度过慢,铝液在填充过程中提前凝固;
- 模具型腔堵塞(如涂料堆积、残渣堵塞内浇口)。
- 定义:铸件表面出现的凸起气泡,通常在后续加工(如打磨、阳极氧化)或热处理后显现,内部包裹气体。
- 产生原因:
- 铸件近表面存在细小气孔,加工后暴露并受热膨胀,形成表面气泡;
- 模具型腔表面有油污或水分,高温下汽化,气体被困在铸件表层;
- 涂层(如脱模剂)未完全干燥,高温下分解产生气体,渗入铸件表层。
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