镁合金压铸常见缺陷及对策

镁合金压铸件收缩缺陷分析及对策西安理工大学夏明许Ξ袁森蒋百灵王武孝摘要对音箱面板镁合金压铸件出现的收缩缺陷进行了检测分析,认为表面裂痕和内部裂纹产生的原因是由于压铸喷射填充状态下的分层充填以及凝固收缩的不同时性所引起的;轴线缩松涉及到不同壁厚铸件的补缩特点及持压时间。

提出了防止和消除镁合金压铸件缺陷的思路和措施。

关键词: 镁合金压铸收缩缺陷表面裂痕中图分类号:T G249. 2 文献标识码:A 文章编号:1001 - 2449( 2002) 06 - 0023 - 03目前,国内镁合金应用市场刚刚兴起,在压铸薄壁镁合金壳体的生产中成品率不高,缺陷较多。

以某公司生产的出口镁合金音箱面板压铸件为例, 成品率只有50 %左右。

本文通过对镁合金壳体压铸件的缺陷分析,提出压铸缺陷出现的原因和防范措施。

放大400 倍观察,空洞和裂纹表面凹击不帄,发展时断时续,其特征是由中心轴线向两边收缩,属典型的轴线缩松,如图3 所示。

这种缺陷的聚集会对铸件的力学性能造成危害。

1 镁合金压铸件缺陷观测音箱面板压铸件的外观如图 1 所示。

其长343 . 5 mm ,宽148 mm 。

主要壁厚3 mm ,最薄壁2 mm ,最厚壁4 mm ,内壁分布有25 . 5 mm 及12 mm 长的螺栓搭子,直径<10 mm 和<8 mm 不等。

对铸件表面及断面解剖观测发现,缺陷主要有3 种。

图2 表面裂纹图3 轴线缩松×400 ×70 %1 .3 内部裂纹在表面以下大约0. 5 mm 处(横界面内) 发现有较多的横向裂纹,裂纹细小修长,沿晶界发展,如图4 所示。

这类横向裂纹帄行于表面,且出现较多,好像铸件分层撕裂。

3 种缺陷在铸件断面上的分布如图5 所示。

图1 音箱前面板1. 1 表面裂纹这类裂纹用肉眼即能观察到,宏观上呈深灰色弯曲状非贯通微小裂痕,无金属光泽。

经过轻微打磨,除去表层灰色氧化物质,可以看到极浅且轻微的沟状小槽,在槽的末端发展为较深的裂缝,如图 2 所示。

镁合金压铸件出现裂纹的原因[镁合金压铸件质量缺陷控制浅析]【摘要】本文简要的介绍了镁合金压铸产品的主要缺陷，主要分析了影响铸件质量的相关因素，如压铸模具、压铸工艺、压铸件结构、压铸合金及压铸作业等，提出了质量控制的相应方法和管理规程，使镁合金铸件质量得到进一步提高。

【关键词】材料；镁合金缺陷；质量控制；管理规程我公司引进的布勒压铸机，最大锁模力3200KN，活塞动态注射力786KN，增压注射力2033KN。

从工作稳定性来说，在凝固阶段中根据系统的类型可生产非常高的最终压射压力；从控制能力来说，可以对速度和最终压力曲线进行编程以适合压铸零件的几何形状，实行控制参数量。

那如何利用设备的优良性能，压铸出高品质的铸件，清楚铸件质量控制中存在的缺陷，全过程的质量控制和多方法的质量管理将起到关键性的作用。

1.镁合金压铸件主要缺陷和形成原因镁合金压铸产品的缺陷很多，大致可以分为两大类，一类是尺寸不良，如多料，缺料，裂纹，流痕，平面度不良等；另一类是表面状态不良，如氧化，黑点，气孔等。

前者一般属于物理性质，后者属于化学性质。

总体来讲，镁合金压铸件主要可概括为冷、裂、气、欠等几大缺陷。

1.1冷即为冷隔，多出现在大铸件离內浇口远的区域，是镁合金液相互对接或搭接单位熔合而出现的缝隙。

由于合金液分成若干股地流动时，各股的流动前沿已呈现冷凝状态，但在后面的金属流的推动下，仍然进行填充，当与其相遇的金属流同样具有凝固前沿时，则相遇的凝固层不能再熔合，其接合处便呈现缝隙，从而形成冷隔。

1.2裂裂纹是铸件的基体被破坏或断开，形成细长的缝隙，呈现不规则线形，在外力作用下有继续发展的趋势。

裂纹主要是受铸件的结构和形状、模具成型零件的表面质量及装固程度、镁合金中铝、硅的含量高低以及熔炼、保温、夹杂等的影响。

1.3气气孔或缩孔是压铸时，激冷甚剧，凝固很快，熔于金属内部的气体来不及析出，使金属内的气体留在铸件内而形成孔洞。

镁合金在冶炼时，如果含有杂质，在铸锭时，杂质的熔点一般没有镁的高，这样，杂质在铸锭过程中蒸发从而形成气孔，而且镁合金冷室压铸都是需要在保护气体的保护下进行的，如果保护气体不够或者不纯，也会导致气孔产生。

镁合金半固态压铸缺陷分析与防止文：王瑞权浙江机电职业技术学院摘要：针对镁合金半固态压铸生产中出现的各种缺陷的特征，从形成机理、影响因素等方面进行分析，并提出了具体的预防与控制措施。

通过调整压铸工艺参数，改善铸型设计，提高镁合金的熔炼质量，可取得满意的效果。

在镁合金半固态压铸过程中铸件存在气孔、缩孔、缩松、氧化夹杂、冷隔、充型不良、毛刺和飞边等缺陷。

下面对上述各种缺陷产生的原因和防止方法进行论述。

一、气孔缺陷气孔属气体作用而形成，一般尺寸较大，肉眼可见，内孔光滑( 如图 1 所示) 。

1. 产生的原因( 1) 当半固态浆料的液相率较高，飞溅严重，容易形成漩涡包住空气。

( 2) 内浇道处金属浆料充填速度较高，造成紊流，卷入气体。

( 3) 排气不良，溢流排气道太小。

( 4) 模具温度过低，脱模剂未干。

2. 防止措施( 1) 选择合理工艺参数，调整半固态浆料的液相率。

( 2) 增加内浇道和溢流槽面积，使内浇道处金属液流充填速度降低，并加大内浇道与铸件之间的过渡圆角。

( 3) 增设排气槽、溢流槽，充分排气，及时清除排气槽上的油污、废料。

( 4) 减少脱模剂的用量。

二、缩孔、缩松缺陷铸件凝固次序的一般规律是: 较薄处及合金液最先停止流动处往往最先凝固，较厚处及合金液体流过时间最长及最后充型处往往最后凝固，而缩孔与缩松的缺陷最易集中在铸件最后凝固的部位。

镁合金液的凝固方式为结晶温度范围比较宽的层状凝固，即由表及里逐层凝固。

随着凝固的进行，金属的收缩也在不断地进行，结壳厚度不断增加，外部压力的作用越来越小，最后使铸件内部压力低于外部压力造成内部真空，从而形成缩孔与缩松缺陷。

压铸件中大而集中的孔洞为缩孔，小而分散的孔洞为缩松，缩松和缩孔的孔洞形状不规则、不光滑，表面呈暗色 ( 如图 2 所示) ，而气孔具有光滑的表面，形状为圆形。

1. 产生的原因( 1) 铸件在凝固过程中，因产生收缩且得不到金属液补偿而造成空穴。

镁合金熔炼铸造易出现的缺陷:由于镁合金的铸造性能较差，在镁合金的铸件生产中容易出现多种缺陷，并且较难消除，造成生产成本高。

常见的缺陷有疏松,夹渣，裂纹，气孔等。

我们必须从原辅材料开始控制质量，模具，设备，工序都要严格的控制和检验。

现做问题的分析处理，跟足去验证；1，疏松；（包跨表面脱层，明显熔合位等。

）该缺陷容易在内浇口及热节处出现。

这种缺陷一般在铸件的内部，肉眼不可见。

通过X 射线检查能检测出，由于浇口及热节部位则由于长时间处于过热状态，擬固过程中温度较高导致产生该缺陷。

防此这类缺陷要做好以下几方面的工作：（1），从工艺的角度合理设计好浇口系统，经反复实验确定直浇道，横浇道与浇口的截面积最佳之比为1:3:3；并合理进行冒口尺寸的改善，强化冒口的补缩作用，形成铸件有顺序的擬固；（2），充分利用冷铁的激冷效果帮助热节处补缩，一般冷铁是与冒口配合使用的；（3），在有疏松的位置使用暗冒口补缩，如果效果不好时，应适当增大冒口的体积或使用保温冒口，而在不易清理冒口的地方做成易割冒口。

以上的操作，实验证明都是有效的。

2，夹渣；（包跨常说的熔剂点，结疤，等等。

）该缺陷在铸件酸洗处理后，有的表面或铸件尖角处，暴露出黑斑夹杂物。

肉眼可见。

黑斑由一个接近圆形的浅色区所包围。

并以一个更黑的环为边界。

这种夹渣物一般是溶剂造成的，不但会降低铸件的力学性能，并且溶剂中的MgCl2直接降低铸件的抗腐蚀能力，镁和镁合金及易氧化，特别是ZM系列合金，更易氧化。

为防此镁合金在熔炼时氧化燃烧，而在熔炼中要加一定的溶剂，使之不与空气接触，由于溶剂的性能不好或操作不当，浇注工具上的溶剂容易进入到金属液中；舀取金属液不当，将溶剂带入到金属液中；由于浇注不槙，浇包上面浮着的溶剂进入到模腔中。

更可能是浇注温度较高，镁合金液在型腔中与泥芯放出的气体反应燃烧，产生二次氧化夹渣所致。

要消除这种缺陷。

具体方法如下：（1），使用带节流管的茶壶式浇包时，要磕掉粘附着的熔剂，浇包和坩埚底部少量的熔液不能浇入型腔，从坩埚中舀取金属液前，必须用浇包底部拨开液面的熔剂及氧化层。

压铸镁合金零部件缺陷分析及工艺改进措施摘要：压铸镁合金的质量轻，强度高，导热性好，屏蔽性能好，成型性能好，防震性能好。

而且，它还可以循环利用，可以增加能源的利用率，目前它的用途非常广泛，比如航空，航天，汽车等等。

随着社会对产品质量的要求越来越高，对镁合金的生产工艺进行了改进，以防止产品质量问题。

通过分析压铸镁合金零件的特性，找出其形成的原因，提出相应的对策，以保证产品质量的持续改进。

关键词：压铸镁合金；屏蔽性能；利用率；生产工艺；产品质量；持续改进引言：国内的压铸镁合金生产技术相对于国外尚处于初级发展阶段，技术还不够成熟，生产经验不足，要想全面提高压铸产品的质量，就需要对压铸产品中存在的缺陷进行全面的研究，找出其形成机制。

对相关问题进行分析，以保证铸件生产水平的提高。

随着铸造技术的发展，采用计算机技术可以保证产品质量的提高。

同时，还可以缩短产品的生产周期，降低产品成本，从而保证产品的整体竞争力。

1.压铸镁合金零部件性能特点与其它压铸合金相比，压铸镁合金的熔点、密度、比热容、动态粘度、相变潜热等诸多优势。

近几年，随着科技的发展，在原有的铸造工艺的基础上，涌现出许多新的工艺，例如：充氧、真空、电脑仿真、半固态铸造等。

常规的压铸工艺还不能有效地解决铸件的缺陷，改善铸件内部质量。

目前，国外的压铸工艺发展趋向于自动化、系列化、大型化，因此在压铸工艺中应用计算机技术也越来越多。

镁合金因其化学活性较高，在许多介质中极易受到侵蚀，其平衡电位较低、氧化膜较疏松、不易保护等原因，制约了其应用领域。

常用的合金元素有 AL、Mn、 Zn、 Ca、 Gd、 Nd、 Ce、 Dy、 Zr、 B等元素，但它们对镁合金的耐蚀性均有一定的影响。

通过对镁合金腐蚀速率的分析，发现其与合金元素的腐蚀速率呈正相关关系。

公式代表腐蚀的可能性，代表了合金中其它元素的百分比，代表了镁合金的位错密度。

Fe, Ni, Cu元素对镁合金的耐蚀性有很大影响。

第七章鎂合金壓鑄缺陷7.1 缺陷分類鎂合金壓鑄缺陷主要區分為三種類型。

分別為表面缺陷、形狀缺陷與內部缺陷。

各種缺陷常見的表象如下：1. 表面缺陷：表面缺陷包括˙裂紋˙起泡˙縮陷˙變色˙冷接紋˙拉模˙流紋˙黏模2. 形狀缺陷：形狀缺陷包括˙毛邊˙充填不良˙變形與翹曲˙尺寸不良3. 內部缺陷˙夾雜˙連續孔˙縮孔˙氣孔7.2 表面缺陷7.2.1 裂紋7.2.1.1 缺陷的外觀裂紋是鑄件的平滑表面上產生了不規則線狀的縫隙，它深入鑄件內，有時甚至穿透整個鑄件。

較常見的裂紋有兩種，一種是受外力破壞而產生的破壞裂紋，另一種是鑄件收縮時產生的收縮裂紋。

收縮裂紋通常沿著晶粒界面而行，其顏色在顯微鏡下顯得有點黯淡。

而破壞裂紋則可能穿透晶粒破壞，其顏色在顯微鏡下顯得光亮。

7.2.1.2 缺陷發生的原因˙熔湯內含不純物˙保護氣體供應量不足˙模具溫度過低˙離型劑種類不當˙模具元件幾何形狀受損˙頂出面與配置不當˙鑄件突出物的幾何形狀設計不良鎂合金常會因充填不良而引起裂紋，流紋就成為潛在發生裂紋的原因，當收縮或頂出時，鑄件一受力就沿著接合不良的地方裂開。

圖7.1即是鑄件沿著流紋裂開的情形。

圖7.1 沿著鑄件流紋裂開之裂紋有的裂縫看起來像裂紋缺陷，但實際上是流動不良引起的未密合情形，這類的裂縫寬度通常較寬。

如圖7.2所示。

a.疑是裂紋缺陷的裂縫鑄件b.裂縫切面放大後是流動不良圖7.2 疑是裂紋缺陷的裂縫及其切面放大7.2.2 縮陷7.2.2.1 缺陷的外觀縮陷是在平滑的鑄件表面產生局部的凹陷。

它常發生於厚薄不均的鑄件上肉厚較厚的部分。

7.2.2.2 缺陷發生的原因˙增壓壓力不足˙模具溫度分布不當˙增壓反應時間太慢˙離型劑用量過多˙熔湯溫度過高˙鑄件設計不當˙模具溫度過高(局部過高)7.2.3 冷接紋7.2.3.1 缺陷外觀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，另外一種呈現雲狀，第三種呈現漩渦。

不論何類，都是由於熔湯在充填過程中產生凝固的現象。

镁合金铸造缺陷资料来源：国营3017厂陈德洪《X光透视检验中常见的镁合金铸造缺陷》镁合金铸件中的圆形气泡和梨形气泡常分布在铸件的表面或靠铸型的一面，或者靠型芯的一面，有时也分布在铸件出气冒口的部位镁铝合金（ZM-5）铸件中的成组侵入气孔铸型或芯型中发出的气体在其压力大于金属液对气体的阻力时，侵入金属液体没有逸出型外而形成，常见于铸件的局部地区，常常可在吹砂之后和机械加工时发现。

造成这种缺陷的原因如型芯过紧、型芯烘干不够、型芯的通气孔堵塞等导致气体来不及排除，形成高压，进而侵入金属液中。

应当注意控制型砂和芯砂中发气物质的含量、湿型的含水量、铸型和芯型的烘干质量以及烘干后停放时间（防止返潮），改善和控制型砂的透气性，如合理夯实型砂，防止局部过紧，在转角部位应有气眼帮助排气，保证芯型通气孔道的畅通等等。

适当提高浇注温度、放置出气冒口，有利于侵入金属液的气体上浮逸出等也有利于防止侵入气孔的产生。

镁铝合金（2M-5）铸件中的气孔镁合金铸件中的块状夹渣镁合金铸件中的片状连续性夹渣镁合金铸件中的夹渣主要指氧化物夹渣，其主要来源于浇注操作不当，例如浇注时产生涡流、搅动和卷入气体。

多分布在铸件表面或铸件转接部分以及铸件内部的各部分。

夹渣表面通常是粗糙而形状不规则的孔洞，在X光底片上表现为外形不定而轮廓较清晰的黑斑，其摄影密度深浅不一，有块状或片状连续性。

目视、断口检查或机械加工时可发现其外观颜色呈灰暗色，有时呈黄色或带绿色。

防止氧化物夹渣常用措施：在熔炼过程中加入溶剂精炼，使溶剂吸收各种非金属物质（如氧化物、氮化物等），其后将在静置过程中沉于坩埚底部。

浇注时勿使金属液断流；在铸型的浇口设置撇渣装置（如过滤网和集渣包）；浇注系统的设计应保证横浇道和内浇道以最小的搅动将金属液引入型腔内。

镁合金铸件中的条状疏松镁合金铸件中的云状疏松镁合金铸件中的疏松在X光底片上呈现为黑色条状纹路或黑色云状斑块，其摄影密度不大，边缘不规则且不大明显。

镁合金铸造缺陷焊接修复技术研发摘要：本文主要探讨了镁合金铸造过程中常见的缺陷及其修复技术，介绍了气孔与气泡、热裂纹、夹杂物、重晶石析出、缩松与缩孔等缺陷的成因以及修复方法，包括焊补修复、预热焊接、气孔填充焊接、氩弧焊接等，为确保修复效果，还强调了焊接材料选型、优化焊接工艺和后热处理等关键步骤的应用。

关键词：镁合金铸造；缺陷；修复技术镁合金作为一种轻质高强度材料，在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用前景。

然而，镁合金铸造过程中常常会出现一些缺陷，如气孔与气泡、热裂纹、夹杂物、重晶石析出、缩松与缩孔等，影响着铸造件的质量和可靠性。

因此，开展有效的修复技术研究，对这些缺陷进行处理，具有重要的工程意义。

1、镁合金铸造常见的铸造缺陷1.1 气孔与气泡气孔和气泡是由于铸造过程中镁合金液态金属中溶解的气体无法完全逸出导致的，这些气体可以是空气中的氧、氮，或者是镁合金中含有的氢等。

在液态金属凝固过程中，这些气体受阻于金属的凝固前沿而形成气孔或气泡。

见图1.图1 气泡图1.2 热裂纹热裂纹是由于铸造过程中镁合金凝固收缩不均匀，造成内部应力积累，最终导致组织断裂的现象。

一般发生在高温状态下，因为镁合金的凝固收缩范围较大，容易引起裂纹。

见图2.图2 热裂纹图1.3 夹杂物夹杂物是指在铸造过程中，外部杂质（如氧化物、硅等）或非金属颗粒被夹杂在镁合金中。

这些夹杂物会对合金的力学性能和耐腐蚀性能造成负面影响。

1.4 重晶石析出重晶石是一种常见的镁合金中的化合物，其析出通常发生在合金的凝固过程中。

如果合金成分设计不合理或凝固速度过快，就会导致重晶石析出不均匀，引起铸造件的强度降低。

1.5 缩松与缩孔缩松与缩孔是由于铸造过程中合金液态凝固收缩导致体积减小，如果凝固收缩不均匀或有阻碍，则会在铸造件内部形成缩松或缩孔。

这些缩松或缩孔会降低铸造件的密度和强度[1]。

2、镁合金铸造缺陷焊接修复技术2.1 气孔与气泡修复修复气孔与气泡的方法之一是预热焊接。