压铸缺陷系列 - 气孔率
2025-09-17
气孔是压铸件中常见的内部缺陷，是由内部气体滞留形成的规则形状的光滑小孔。气孔，也称为针孔，是目前压铸件中最严重的缺陷之一。在需要密封的区域，控制气孔尤为重要。
缺陷特征描述：
压铸件中的气孔是由合金液态金属释放的气体、合金液压注射填充过程中吸入的气体以及渗入合金液态金属的脱模剂和冲压油分解产生的气体形成的。气孔的内表面 压铸件 表面相对光滑圆润，形状相对饱满。
由于孔隙的成因和位置各不相同，它们的大小、分布的集中程度和分散程度也各不相同。铸件内部的孔隙形状通常有圆形、圆润形、不规则圆形、梨形和针形等。此外，有时大量气体、缩孔和氧化物夹杂物会同时存在，形成不规则的孔隙。
可能的原因：
（1）不合理的产品或模具结构设计
①流道形状设计不良，合金液体在流道内流动不均匀，导致湍流和空气吸入。
② 从内浇口注入模腔的合金液体的方向不合理，喷射物剧烈飞溅。
③ 设计的浇口横截面积太小，导致金属液体填充速度过高，喷射严重，液体流动中夹带过多的气体。
④. 熔融金属通过浇口后直接冲击模壁形成涡流，夹带空气。
⑤.喷射的液体流过早地堵塞了排气槽，导致排气不良或形成深腔，从而产生气孔。
⑥.压力室太小，无法充满，而且所需的低速很高，这将导致气体被卷入。
⑦.模腔太深，深腔、死角或腔体中间无法排气或排气不良。
⑧.排气槽位置不正确，横截面积不够大，导致排气能力差，腔体内背压大。
（2）不合理的铸造设计
① 铸件的某些部分难以排气；
② 铸件壁厚过厚；
（3）合金熔炼：
气体 铝合金溶液 铝的主要成分是氢，占总气体的95%以上。在铝合金熔化过程中，氢极易溶解于液态铝和铝合金中。温度越高，氢的溶解度越大。尤其是在熔点温度由固态变为液态时，氢的溶解度急剧增加。在铝的熔点温度下，氢在液态铝中的溶解度几乎是固态铝的15到30倍。温度越高，液态铝吸收的氢就越多；液态铝在高温下保持的时间越长，吸收的氢量也越大。
① 由于熔融金属中含有杂质或熔点较高，熔融金属吸附的气体含量增加，凝固时析出并残留在铸件中。通常情况下，这些是小于0.5mm的小孔，它们与铸件中心的缩孔汇合，形成较大的孔洞。
② 炉料不洁净，脱气精炼效果差。如果加工表面存在大量细小针孔，通常与合金熔化因素关系较大。
（4）喷洒脱模剂和冲压油
喷洒过量的脱模剂和冲压油，脱模剂产生大量气体，且在浇注前未完全燃烧，导致脱模剂产生的气体被吸入铸件表面。该气孔内表面大多呈深灰色。
（5） 压铸工艺
①压铸工艺不合理，例如比压低、速度过快。
② 高速注射开始得太早，导致流道和型腔内合金液体中含有较多气体。
③. 慢速喷射速度过快，快速喷射过早，增压压力过晚或未建立，蓄压器缺氮气等。
④. 这 热室压铸 机器的冲头返回过早，尚未凝固的合金液体被拉回形成气孔，这些气孔很可能在铸件的浇口处形成气孔和缩孔。
⑤ 内浇口断裂处存在气孔。内表面明亮的气孔是由于低速注塑时速度过快造成的。内表面发黑的气孔是由于冲头漏水或脱模剂喷入注塑腔造成的。内表面发黑或发黄的气孔是由于冲头内油量过多造成的。
应对措施和建议：
气孔的形成通常是多种因素共同作用的结果。建议从以下几个方面进行分析和解决：
（1）合金冶炼
① 熔炼铝合金时，应力求快速熔化并缩短高温保温时间。熔化温度不宜过高，应≤760℃。长期保温温度应为620~640℃。
② 冶炼工艺必须严格遵守。合金液必须充分彻底地脱气除渣，精炼过程必须在足够的温度和时间下进行。
③ 使用干燥清洁的炉料，并严格按照冶炼工艺流程操作。严禁向炉内添加含有灰尘、油污、油漆或水分的炉料。回料和铝锭在装入炉内前应进行干燥处理。
④ 禁止使用未干燥的炉子、坩埚、工具、精炼剂、除渣剂、氯化物等。禁止直接使用未干燥的氦气、氯气等气体进行精炼。精炼和除渣过程中禁止剧烈搅拌合金液。
⑤ 冶炼铝合金时必须严格控制钙含量。
（2） 压铸模具设计
① 合金液的填充应有利于排气。选择有利于型腔内气体排出的浇口位置、导向形状和方向，引导金属液顺畅流动并有序填充型腔，从而有利于气体排出。使合金液首先进入型腔的中部、深而高的部分或底部较宽的部分，并将型腔内的空气向外推入排气槽，以防止金属液首先堵塞分型面上的溢流系统。
②. 在牙腔的最后填充部分，务必开具横截面尺寸足够的排气槽。
③ 优化溢流槽和排气槽的位置和尺寸，避免溢流槽和排气槽的位置首先被熔融金属堵塞。改变分型面的位置，以便于安装用于排气的溢流槽和排气槽。
④.腔体内的气体无法排出，排气不畅。可以在排气孔处设置溢流槽和推杆，并在小孔处设置芯模铸造底孔。
⑤ 注意不要将溢流口做得太薄，否则容易过早堵塞，铸件溢流槽周围会出现气孔。及时清理排气槽中的油污和废料。
⑥ 为了解决深腔和热点区域排气困难的问题，在深腔中开排气塞，利用马赛克块结构的匹配间隙将模具表面设计成曲折的分型面，并增加排气推杆和活动型芯进行排气。
⑦. 如果在填充结束时表面出现孔隙、冷闭、油漆堆积和松散压实，最有效的办法是增加一个内浇口，直接填充有缺陷的部分。
⑧. 高速填充时，合金液体会夹带气体，导致压铸件内部出现大量细小气孔。
⑨. 选择较小的加工余量，同时满足精加工的要求，并在铸件的盲孔和容易产生气孔的地方设置型芯或推杆排气口，以减少精加工过程中出现的气孔。
（3） 压铸工艺 参数
① 如果注射和填充速度过高，金属流动中会夹带更多气体。调整快速注射速度，降低或延长填充速度和时间，可以改变气泡尺寸。延长注射时间、降低第一阶段注射速度、延迟高速注射的启动切换点，可以减少夹带气体。提高注射压力和增压压力，保证料饼厚度，可以减小孔隙尺寸。
② 控制模具温度、降低浇注温度、提高比压均有利于消除气孔缺陷。
③. 检查冲头与压力腔之间的间隙是否为 0.03~0.15mm，以防止冲头卡住。
④. 浇口气孔：过高或过低的速度、冲头油过多、冲头泄漏、脱模剂水喷入注射室等因素都会影响浇口气孔。
⑤. 使用带可调开关的模具冷却水来控制模具温度，使其保持在较高温度：仅在注塑填充开始到模具打开期间用水冷却模具，其他时间关闭冷却水。
（4）脱模剂喷涂
① 如果脱模剂产生过多气体或用量过大，可能无法在浇注前完全燃烧，导致挥发性气体滞留在铸件表面。因此，应尽量减少脱模剂的用量。喷涂时，应检查喷涂物是否呈白色。合模前，检查型腔内是否有残留气体蒸发。喷涂脱模剂后，用压缩空气吹干型腔内残留的水分。或者，更换涂层或提高涂层与水的比例。因此，脱模剂的选择至关重要。
② 喷涂脱模剂后，确保气管不漏气，压缩空气中没有冷凝水喷出，冲头和浇口套筒不漏气。
许多人可能还会遇到难以区分气孔和收缩腔的问题，因为两者往往同时出现。稍后我也会详细分析收缩腔。基于上述原因和纠正措施，解决气孔问题的关键在于处理所有相关的环节以及可能涉及气体的因素。