镁合金压铸缺陷

镁合金压铸缺陷 第七章　合金壓鑄缺陷鎂67 第七章　合金壓鑄缺陷鎂 另一種是鑄件收縮時產生的收縮裂紋。收縮裂紋通常缺陷分類7.1沿著晶粒界面而行～其色在顯微鏡下顯得有點淡顏黯。 鎂為為合金壓鑄缺陷主要區分三種類型。分別而破壞裂紋則可能穿透晶粒破壞～其色在顯微鏡下顏 面缺陷、形狀缺陷與內部缺陷。各種缺陷常見的表象顯得光亮。如下,缺陷發生的原因7.2.1.2表面缺陷,表面缺陷包括熔湯內含不純物1.? 保護氣體供應量不足??裂 紋?起 泡 模具溫度過低??縮 陷?變 色離型劑種類不當??冷 接 紋?拉 模模具元件幾何形狀受損? 頂出面與配置不當??流 紋?黏 模 鑄件突出物的幾何形狀設計不良?形狀缺陷,形狀缺陷包括2. 鎂填為合金常會因充不良而引起裂紋～流紋就成毛 邊? 潛在發生裂紋的原因～當收縮或頂出時～鑄件一受力充不良填? 就沿著接合不良的地方裂開。圖即是鑄件沿著流7.1變形與翹曲? 紋裂開的情形。　尺寸不良? 內部缺陷3. 夾 雜? 連 續 孔? 縮 孔? 氣 孔? 表面缺陷7.2 裂 紋7.2.1 圖沿著鑄件流紋裂開之裂紋缺陷的外觀7.1 7.2.1.1 裂紋是鑄件的平滑表面上產生了不規則線狀的縫 有的裂縫看起來像裂紋缺陷～但實際上是流動不隙～深入鑄件內～有時甚至穿透整個鑄件。較常見它 良引起的未密合情形～這類的裂縫寬度通常較寬。如的裂紋有兩種～一種是受外力破壞而產生的破壞裂紋～ 圖所示。7.2 鎂合金壓鑄技術手冊68 是以上三種的結合。冷接線有人稱產線～以顯微鏡為 觀察可發現含有大量的化物。氧 疑是裂紋缺陷的裂縫a. 圖冷 接 紋7.3 鑄件缺陷成因7.2.3.2 低速充速度太低填? 高速充速度太低填? 熔湯溫度太低? 澆口速度太低?裂縫切面放大後是流動不良b.充時間太長填? 圖疑是裂紋缺陷的裂縫及其切面放大澆口位置、厚度與幾何形狀不良7.2 ? 模具溫度過低? 　縮 陷7.2.2模具溫度分布不當?缺陷的外觀7.2.2.1離型劑使用不當?縮陷是在平滑的鑄件表面產生局部的凹陷。常它流 紋7.2.4發生於厚薄不均的鑄件上肉厚較厚的部分。缺陷外觀7.2.4.1缺陷發生的原因7.2.2.2流紋發生在鑄件表面上～呈現出如同分的毛筆岔 ?增壓壓力不足?模具溫度分布不當拖曳在紙上一般有著一條一條的線狀紋路～或者有如 木板上不同亮度的油漆痕～順著充方向掃過。流紋填?增壓反應時間太慢?離型劑用量過多 有可能是冷接紋的前身～但輕微的流紋通常不影響品?熔湯溫度過高?鑄件設計不當 質。 ?模具溫度過高(局部過高) 冷 接 紋7.2.3 缺陷外觀7.2.3.1 冷接紋發生在鑄件表面上～一般有三種外觀。一 種是接合線呈現直線狀～外一種呈現雲狀～第三種另 呈現渦。不論何類～都是由於熔湯在充過程中產漩填 生凝固的現象。直線冷接可能是兩條過冷的湯流相遇 所致～雲狀冷接通常發生在模具中較冷的區域～渦漩圖顯微鏡下的流紋7.4 冷接則發生在逃氣不良的區域。多時候冷接的外觀很 第七章　合金壓鑄缺陷鎂69 缺陷成因缺陷外觀7.2.4.27.2.6.1高速射出速度不足鑄件表面上呈現出不同於母材的色～通常是顏黃? 　熔湯溫度過低色或棕色。? 澆口速度太低缺陷成因?7.2.6.2充時間太長填料管潤滑劑用量過高?? 澆口位置及厚度不正確熔湯溫度過高?? 模具溫度不均離型劑用量太多?? 離型劑濃度過高離型劑濃度過高?? 離型劑種類不適離型劑種類不適用?? 模具表面過於光滑材料粘在模面上?? 離型劑噴霧不均?拉 模7.2.7 缺陷外觀7.2.7.1起 泡7.2.5 缺陷外觀拉模時～鑄件表面上如同被尖銳物刮出一條一條7.2.5.1 鑄件表面上產生一點一點的隆起～如同起水泡一的凹痕～方向與開模方向平行～或與側滑塊滑動方向 般。平行。 缺陷成因7.2.7.2 鎖模時間太長? 模具溫度過高? 離型劑使用量太少? 離型劑濃度不足? 離型劑種類不當? 　圖氣 泡模面有異物或突起物7.5 ? 拔模角太小?缺陷成因7.2.5.2黏 模7.2.8高速射出速度過高?　缺陷外觀7.2.8.1高速切換點不正確?黏模發生在開模時～發現鑄件表面脫了一層皮～ 增壓壓力不足?並黏附在模具表面上。增壓反應時間太長?缺陷成因7.2.8.2生產週期時間太短?增壓壓力過高?熔湯溫度過高?模具溫度過高?澆口位置與厚度不正確?離型劑使用量太少?模具溫度過高局部溫度過高?()離型劑濃度不足?模具溫度分布不當?模具表面不良沖蝕?()離型劑過量?拔模角太小?模具排氣不足? 形狀缺陷變 色7.37.2.6 鎂合金壓鑄技術手冊70 型態中諸如外～內～翹曲～曲翻扣扭等都屬於整個鑄尺寸錯誤7.3.1 缺陷外觀件變形而單一柱、肋等突起物的彎曲則局部變形為;7.3.1.1 常溫下鑄件尺寸不正確～未進入公差內。嚴重的局部變形可能很造成整個鑄件的變形。 缺陷成因鑄件偏移是活動模與固定模這兩側的分模面沒有7.3.1.2 第二段高速充速度過高填完全對映所產生的。其外觀視分模線的設計而定～有? 　柱塞直徑太小時候是在分模線上的共面產生了階梯～使原本應該平? 模具溫度不當直的共面分開兩個平行面。有時候是原為本應該等厚? 離型劑的使用量與濃度不正確的兩邊變成厚薄不等。? 離型劑的種類不對缺陷成因?7.3.3.2模具製作不良偏移～平行度不佳模具溫度過高?()? 模具溫度分布不均熱點?()毛 邊7.3.2 缺陷外觀離型劑使用量不足?7.3.2.1 鑄件邊緣多出的金屬薄片～通常發生在分模面、離型劑種類不當?滑塊、或是頂出銷位置。鑄件幾何形狀設計不良? 頂出裝置功能不佳? 料頭冷量不足卻? 分流子太小? 內部缺陷7.4 氣 孔7.4.1 　缺陷外觀7.4.1.1 氣孔在顯微鏡下可見其形狀近於圓形～並且表面 比較光滑沒有太多突起。一般而言～氣孔發生是因為 圖毛 邊7.6 捲氣～但若捲入的氣體被打散得很細小～且分布均勻～ 從肉眼看不出來～則不算缺陷。缺陷成因7.3.2.2 第二段高速充速度過高填? 增壓過大? 增壓太早? 柱塞直徑太小? 澆口速度太高? 模具溫度不當? 可動模度不產強? 壓鑄機鎖模力不足?圖氣 孔7.7 變形或偏移7.3.3 缺陷成因7.4.1.2缺陷外觀7.3.3.1 增壓壓力過低?常溫下鑄件的整體或局部區域產生變形。變形的 第七章　合金壓鑄缺陷鎂71 料凝固過程中產生偏析所致。增壓反應時間過長? 熔湯溫度不當缺陷成因?7.4.3.2 澆口速度太快增壓壓力過低?? 澆口位置與幾何形狀不當增壓反應時間太長?? 離型劑使用量太高澆口太薄?? 離型劑種類與濃度不當模具溫度太低?? 模具排氣量不足?夾 雜7.4.4 縮 孔缺陷外觀7.4.27.4.4.1 鑄件切面的顯微組織發現與基材完全不同結構與缺陷外觀7.4.2.1 化學成的物份為質稱夾雜物。通常這夾雜物比基材硬。縮孔～在顯微鏡下顯示不規則的周邊形狀～孔表 由於介面的能量較高～常造成應力集中而形成微裂紋。面佈滿樹枝狀的突起。在樹枝結構中又處處可見微縮 　缺陷成因孔。縮孔是多表面缺陷的很根本原因。7.4.4.2 熔湯溫度太高? 溶解保溫爐的溫度控制不當? 壓鑄材料本身的夾雜物? 除渣作業週期太長? 保護氣體用量不足? 合金成不份對? 離型劑用量太多? 圖縮 孔離型劑種類不當且濃度太高7.8 ? 缺陷對策缺陷成因7.4.2.27.5 增壓壓力過低?綜合整理上述各種缺陷及成因～再輔以經驗判定 增壓反應時間過長?各項成因影響的程度～可以將缺陷與對策方法製程對 熔湯溫度過低?照表～如此則非常有利於現場工作人員或師即時 合金成不份對?利用。由於合金壓鑄方鎂為法分冷室壓鑄法與熱室壓充時間太長填?鑄法～而兩種製程有一定程度的差異～因此～本缺陷 澆口位置不當?對策表將區分冷為室壓鑄法用與熱室壓鑄法用～詳如 澆口太薄?表以及所示。7.17.2模溫太低?參考文獻,模溫分布不均? [1]William G. Walkington, “Die Casting Defects”, 鑄件壁厚薄比過大?North American Die Casting Association, 1997. 孔 層7.4.3 [2]F. Klein, “Magnesium Die Cast Parts for a Wide 缺陷外觀7.4.3.1Range of Application”, Arbeitsgemeinschaft Metall-　切開鑄件可發現距離表面下某個距離處～縮孔guβ, pp96~111.佈滿了一整層。薄鑄件內看起來像一條孔帶～厚鑄件 內則可見材料完全被縮孔切開。孔層的發生是由於材 鎂合金壓鑄技術手冊72 表鎂合金熱室壓鑄缺陷與成因對照表7.1 無影響 ?稍有影響 ??有影響 ???重大影響(?) 熱室壓鑄機內部缺陷表面缺陷形狀缺陷 夾連縮氣變流縮起拉冷裂毛充變尺黏缺陷 填寸影響續接 不不柱塞低速速度??????????????????　?良良雜孔孔孔色紋陷泡模紋紋邊形模柱塞高速速度????????????????????????? 高速切換點?????????????????? 程 增壓壓力???????????????????????????? 參 數製持壓時間???????????????????合模與週期時間??????????????????柱塞直徑????????????????? 噴嘴內徑????????????????壓 柱塞環磨損??????????????????鑄 機 噴嘴溫度??????????????????, 熔湯溫度????????????????????????????熔 湯雜質,保護氣體???????????????????合金成分?????????????????　? 澆口速度?????????????????????充時間填??????????????????????澆口位置????????????????????????澆口形狀設計?????????????????????壓 澆口厚度???????????????????????模具溫度????????????????????????????????鑄 加熱,冷卻需求計算????????????????????????模 熱煤油溫度控制??????????????????????離型劑量???????????????????????????????????具 離型劑濃度與種類????????????????????????????????? 逃 氣?????????????????????模具表面狀態?????????????????????模穴幾何形狀?????????????????????? 表鎂合金冷室壓鑄缺陷與成因對照表7.2 無影響 ?稍有影響 ??有影響 ???重大影響(?) 冷室壓鑄機內部缺陷表面缺陷形狀缺陷 夾連　氣變流縮起拉冷裂毛　變尺黏缺陷 充寸 填影響續縮接 不不柱塞低速速度???????????????????良雜孔孔孔色紋陷泡模模紋紋邊良形柱塞高速速度????????????????????????? 高速切換點??????????????????? 程 增壓壓力?????????????????????????????? 參 數製持壓時間????????????????????????????合模與週期時間??????????????????柱塞直徑??????????????????? 料管充填率?????????????????壓 料管溫度??????????????????鑄 機 柱塞潤滑?????????????????? , 熔湯溫度????????????????????????????熔 湯雜質,保護氣體???????????????????合金成分?????????????????? 　口速度澆??????????????????????充時間填???????????????????????澆口位置?????????????????????????澆口形狀設計??????????????????????澆口厚度???????????????????????壓 模具溫度????????????????????????????????鑄 加熱,冷卻需求計算?????????????????????????熱煤油溫度控制??????????????????????模 離型劑量?????????????????????????????????具 離型劑濃度與種類???????????????????????????????　逃氣?????????????????????模具表面狀態??????????????????????模穴幾何形狀??????????????????????