文/东莞石碣华丰五金厂/梁焕操
摘要：主要介绍锌合金压铸生产中常见缺陷；模具被腐蚀；产品表面硬杂点；铸件缩孔等。分析了常见缺陷产生的原因，并提出解决办法及工艺措施。
一、前言
在锌合金生产中，压铸件的缺陷是复杂多见的，应对的办法和思维，压铸工作者需不断地深入研究，吸收新的信息，不断地探索，提高专业技能和素质，掌握产生铸件缺陷的基础理论知识，用科学的方法分析问题，解决问题。
要求高品质、高产量的产品，必需了解和掌握锌合金的性能、模具的设计、压铸工艺、后工序加工处理的细节技术和过程控制。每个工作环节离不开技术的支撑。实践经验的积累与科技的创新。
当缺陷出现时，需从实际的工艺检讨和追溯，核对每个工艺的细节步骤，设立有效的控制程序，配置检测设备和工具，以下就锌合金压铸件三个典型案例作有效应对分析。
二、压铸模具易被腐蚀
锌合金压铸模具是在415-430℃合金熔液下注入型腔工作状态，型腔的工作恒温最佳为160-180℃，局部高温易造成产品的缩孔、气孔、内藏气泡，模具受到热冲击而产生腐蚀。
因此，模具的先材、热处理、浇口、流道、排气、溢流槽和运水的合理性设计极为重要。分析问题首先从模具的设计开始，流道与浇口的设置流速太快，会引起模具高温冲蚀；充型放射距离太远，会使充型终端区域产生水纹和气孔。流道与浇口的配合，需根据产品的厚薄、形状和复杂程度选择，而模具的温度平衡控制，依据入水的位置、产品厚度的部位的冷却和恒温来决定开设冷却水的位置。
总之，引起模具快速腐蚀的主要原因与浇口的速度、流向的设计与冷却水道的布置有密切关系，克服模具腐蚀，延长模具的使用寿命，需做到以下几点：
（1） 模具的型芯材料的优良先择
（2） 型芯的热处理质量
（3） 浇道与浇口的正确设计和设置
（4） 避免高湿困气
（5） 冷却水道的合理开设，具有可控性
（6） 浇道充型、凝固设计合理
（7） 压铸工艺的参数设定和优化
（8） 合金熔液温度的控制
下面以手机外壳模具腐蚀分析作为案例一进行说明。
（1） 产品：手机电池壳
1）材料：Zamak 3
2）重量：35g
3）壁厚：1.2mm
（2） 质量要求
1）高精度装配尺寸
2）外观质量要求轮廓清晰，表面均匀，质感好
3）加工位无气孔与电镀后不起泡
（3） 压铸设备与工艺
1）设备：DC88
2）合金液控制温度：415-425℃
3）工艺参数：
① 压射时间：0.8s
② 压射速度：4m/s
③ 压射压力：11MPa
④ 冷却时间：2.4s
⑤ 储能时间：0.8s
⑥ 周期时间：0.8s
⑦ 冷却方式：水冷
（4） 结果
1）浇口前方区域在压铸约50000模次时发现冲蚀现象
2）产口前端的中间区域，出现困气起泡现象
3）毛坏产品的合格率不足60%
（5） 原因分析
1）浇口的中间部位充型流速过快，合金液冲涮型腔，温度高，造成浇口前方较近区域热腐蚀，产品表面起小凸点。
2）由于产品中间部位充型速度过快，产品前方区域（接近溢流槽方向）气体回旋困气，造成有局部高温气体无法全部排出，引起产品有气孔，起泡和热腐蚀。
3）由于困气使大量气孔于产品中，导致表面处理工序加热时，气孔中空气膨胀，表皮起泡。
（6） 改良措施
1）针对产品较低的合格率，工程技术与工模相关人员对模具的充型结构做了调整和改动，如图2所示。
1）改良部位：
① 入水方式，从长边开浇口，用分区充填做法。
② 主流道与分流道设分流三角区。
③ 溢充槽与产品的距离拉远1mm。
（7） 改良效果
1）生产1万模次未发现有冲蚀现象
2）毛坯产品合格率达95%以上
3）相同的设备，压射的压力和速度作降幅调整，提高了产品合格率，延长了模具使用寿命。
（8） 小结
从产品的长边入水，把分流道和浇口拉长，加上分区多浇口形式进水，避免高速冲刷，缩短充型距离，降低了压射速度，克服高温冲刷；把溢流槽距离拉离产品，克服气体和冷料反弹引起溢流槽气孔现象，平衡模温效果。
三、产品抛光后有杂质硬点
杂质硬点（也称夹杂）的来源和生成，是锌合金在高湿的环境下合金中的Al成分和铁质的热作件中的Fe成分化合而成；其次来源于水口料多次复用和废品使用杂质化合生成。从实践中得出杂质的来源为。
（1） 电镀废品回炉料
（2） 压铸机热作件在高温通道下余料生成
（3） 水口料多次回炉氧化物生成
下面以手机面壳产品抛光后有杂质点分析作为案例二进行说明。
（1） 产品：手机面壳
1）材料：Zamak3 2）压铸设备：DC88压铸机
3）压铸合金温度：415-425℃ 4）模具型腔穴数为1件
（2）缺陷情况
产品在生产2万模次，在抛光检中未检出有夹杂硬质点存在，在之后生产的产品中，抛光后产品发现逐渐于产品溢流槽方向的分型线边延有硬质点。经过仔细观察，硬质点的质量很高，抛光工艺无法除掉，试锉后，有打滑的钢声。
（3）原因分析和改良措施
1）停止生产，换用全新坩锅、鹅咀身和全新原料再生产，产品生产中未发现有硬质杂物出现；试验证明，全新原料没有存在类似夹杂物，那么它的来源是来自压铸机热作件之中。从坩锅、鹅颈和射咀身这三件热作件当中分析（前提是硬质点的生成是合金中Al成分与钢件中Fe元素在高温的状态下化合而成），这三件工作件中工作温度最高是射咀身，它的身外表面是设定在450-480℃之间，探温针探测位置距离发热套约有5-8mm。观察发现，设定在450℃，在够温时，发热套的外观是暗红色的，超过500℃，射咀射在全新状态下，内孔是光滑不藏料的。再经过一段时间生产，锌合金液在内孔不同程度不同位置有凹孔出现，特别是中间高温部位；由于有凹孔藏料，合金中的铝成分与射咀身腐蚀的铁质成分化合成AlFe化合物，硬质物由此产生。
2）除了以上办法外，需控制水口料或二次再生料的干净程度，电镀废品不能回炉使用，因回炉的废品中有镍、铬及氧化物存在，这两样金属难以熔于合金熔液中，会以颗粒存在合金中，因此就有可能混入生产压铸件中，造成抛光后现出硬质点的现象。
3）在手机壳加工中，除以下两种方式去避免外，从压铸机的角度看，改变压射比和模具浇口、溢流槽的合理配合，也可以有效消除产品中夹杂的存在，利于充型和排气排渣，达到将杂质和冷料快速充分排到溢流槽中的目的。
四、产品产生缩孔
缩孔的产生因素是多方面原因引起的，可能的原因有：
（1） 水口料重熔次数过多
（2） 废料使用比例过大
（3） 模具设计不合理，困气、卷气、走料尾端压力和温度不足等
（4） 生产用料被铅、镉、和镍元素污染
（5） 模具冷却水设置不合理或使用不当
（6） 离型剂喷涂量过大藏水，浓度太大造成
（7） 压铸工艺压力和速度不足
（8） 模具批锋太大，压力损失，充型不饱满
下面以手机电池盖产生缩孔分析作为案例三进行说明。
（1） 产品：手机壳大号电池盖
1）重量60g
2）材料：Zamak3
3）压铸设备：DC88热室压铸机
4）产品特征：产品的前方有一条3mm的凹槽
（2） 缺陷情况
在压铸过程中，毛坯产品有不足60%的合格率，主要现象是排冷料口和R斜面水纹和缩孔现象严重。
（3） 应急改良办法
1）如图4所示，从产品的右上方接驳一条弯形流道，开设补充浇口，以解决水纹与缩孔现象。
2）原因分析：因产品的面部有一条3mm的凹槽，在型腔中这凹槽给充型带来较大的阻力，压力和速度受阻挡和损失，造成凹槽后面区域充型缓慢、压铸疏松，余留水纹，排气排冷料过慢，引起缩孔。
3） 从产品右方增加了补充流道后，充型压力、速度和模具温度得到有效补充，从而解决了缩孔难题，提高难度了质量和产量。
五、结束语
从以上锌合金压铸件的三个疑难问题的应对案例可见，有效地解决问题的关键为：模具的流道、浇口和运水的设置设计的合理性，是有提高产品质量的关键；薄壁产品压铸，充型条件有较高要求，体现在合金熔液的温度控制，热作件的一期检查和更换；水口料的使用比例和重复回炉次数的控制有密切关系。
在锌合金压铸中，产品结构的差异，模具设计的技巧有所不同，技术的探讨和成熟设计是实践和不断总结经验中得出的。
