Die casting defects—from surface blemishes to internal cracks—cost manufacturers an average of 5–12% of annual production value (industry data). These flaws not only force rework or scrapping but also compromise part performance, especially for safety-critical components like automotive sensors or aerospace brackets. While processes like hot chamber die casting (for low-melting alloys) or cold chamber die casting (for high-melting metals) have unique defect risks, most issues stem from shared pain points: mold design flaws, parameter mismatches, or material inconsistencies. But what do these common defects look like? What causes them? And how can you fix or prevent them? This article answers these questions with detailed classifications, Реальные примеры, and actionable solutions.
1. Classification of Common Die Casting Defects: 5 Core Categories
Дефекты литья под давлением группируются по месту их расположения. (поверхность против. внутренний) и первопричина. Таблица ниже разбита на части 5 ключевые категории, с дефектными характеристиками, районы с высокой заболеваемостью, и визуальные подсказки:
| Категория дефекта | Конкретный дефект | Ключевые характеристики | Районы с высокой заболеваемостью | Метод обнаружения |
| Заполнение дефектов | Занижение | Металлическая жидкость не заполняет полость; неполная форма детали или полости. | Конец кастингов, узкие глубокие полости (НАПРИМЕР., Разъемы USB-разъема). | Визуальный осмотр; размерное измерение (часть короче проектной). |
| Холодная сепарация | Low-temperature metal flows dock but don’t fuse; irregular linear gaps (may penetrate); often with flow marks or surface bubbles. | Thick-thin wall transitions (НАПРИМЕР., Автомобильные датчики корпуса). | Визуальный осмотр; Ультразвуковое тестирование (UT) for hidden gaps. | |
| Потоки | First-entering metal forms a thin layer; covered by subsequent metal, leaving flow-direction traces; partial sunken feel. | Большие плоские поверхности (НАПРИМЕР., laptop hinge bases); near gates. | Визуальный осмотр; touch test (detects slight depressions). | |
| Surface Damage Defects | Abrasion (Strain) | Surface scars from metal adhesion or insufficient mold draft; severe cases have cracks. | Mold release direction (НАПРИМЕР., cylindrical part edges). | Визуальный осмотр; magnifying glass (10×) for fine scars. |
| Pockmarks | Small pockmark-like areas; rough surface texture. | Caused by low mold/alloy temperature during filling. | Визуальный осмотр; Тестер шероховатости поверхности (Раствор >6.3μm indicates defects). | |
| Mesh Burrs | Mesh-shaped bulges and metal burrs; caused by mold thermal fatigue. | Mold parting surfaces (НАПРИМЕР., zinc alloy faucet handles). | Визуальный осмотр; edge feel (detects sharp burrs). | |
| Abnormal Shape Defects | Depression (Усадка) | Concave areas on smooth surfaces; often with dimples. | Thick-walled areas or wall thickness transitions (НАПРИМЕР., battery terminal bases). | Визуальный осмотр; лазерное сканирование (measures surface flatness). |
| Деформация (Деформация) | Overall/partial geometry mismatch with design; НАПРИМЕР., bent brackets. | Тонкостенные детали (НАПРИМЕР., Светодиодные радиаторы); large flat components. | Размерное тестирование (НАПРИМЕР., calipers for bending angle); ШМ (Координировать измерительную машину). | |
| Wrong Edge (Mismatch) | Relative displacement on both sides of the parting surface; step-like gaps. | Mold split lines (НАПРИМЕР., toy car bodies). | Визуальный осмотр; feel test (detects step differences). | |
| Internal Quality Defects | Усадка & Loosening | Holes or loose tissue from solidification contraction; низкая плотность. | Thick-walled cores (НАПРИМЕР., engine block ribs); wall thickness changes. | Рентгеновская дефектоскопия; Тестирование плотности (lower than material standard). |
| Пузырьки | Gas accumulation under the epidermis; bulging bubbles (may penetrate or be closed); easy to crack when stressed. | Near mold vents (НАПРИМЕР., 3C part inner cavities). | X-ray testing; термическая обработка (bubbles expand and become visible). | |
| Трещины | Filamentous gaps; cold cracks (no oxidation, хрупкий) or hot cracks (oxidized edges, Герцоги). | High-stress areas (НАПРИМЕР., part corners); После термической обработки. | UT testing; dye penetrant inspection (DPI) Для поверхностных трещин. | |
| Other Defects | Вспышка (Fluff) | Excess metal flakes on edges or splices; thin and brittle. | Mold parting surfaces, insert gaps (НАПРИМЕР., bathroom hardware joints). | Визуальный осмотр; edge trimming (removes excess material). |
| Imprinting | Uneven marks from pusher/insert splicing; НАПРИМЕР., circular dents from ejector pins. | Pusher contact areas (НАПРИМЕР., part bottoms). | Визуальный осмотр; touch test (detects unevenness). | |
| Colored Spots | Heterochromatic spots (НАПРИМЕР., черный, коричневый); caused by paint carbides or punch oil. | Surface of decorative parts (НАПРИМЕР., zinc alloy toy casings). | Визуальный осмотр; solvent wiping (tests if spots are removable). | |
| Наслоение (Зажим) | Obvious metal layers inside the part; thick flash on parting surfaces. | Caused by multiple metal flow layers not fusing. | Sectioning inspection; X-ray testing (shows layer boundaries). |
2. Корневые причины: Why Defects Happen (3 Key Links)
Most die casting defects trace back to failures in дизайн плесени, process parameters, or material quality. Below is a detailed breakdown of causes for high-frequency defects:
А. Mold Design Flaws (30–40% of Defects)
Mold issues create inherent risks for filling, поверхность, and shape defects:
- Insufficient Draft Angle: Draft <1° (for zinc alloys) causes metal adhesion, leading to abrasion (strain) and deformation.
- Poor Gate/Exhaust Design: Small gate size (НАПРИМЕР., <1mm for thin parts) slows filling, causing undercasting; blocked exhaust grooves (глубина <0.2мм) trap gas, leading to bubbles.
- Uneven Cooling Channels: Cooling channel spacing >20mm creates temperature gradients (>30°C), causing cold separation and shrinkage depressions.
- Тепловая усталость: Mold used >100,000 shots without maintenance develops cracks, leading to mesh burrs and layering.
Беременный. Process Parameter Mismatches (40–50% of Defects)
Incorrect settings during casting amplify defect risks—especially for filling and internal defects:
| Дефект | Key Parameter Cause | Quantitative Thresholds (Цинковые сплавы) |
| Занижение | Low injection pressure/speed; low alloy temperature. | Давление <5МПА; скорость <0.5РС; температура <380° C.. |
| Холодная сепарация | Медленная скорость наполнения; large temperature drop between metal and mold. | Скорость <0.8РС; температура формы <150° C. (alloy temp 400°C). |
| Пузырьки | High injection speed (турбулентность); insufficient holding pressure. | Скорость >2РС; holding pressure <8МПА. |
| Shrinkage Depression | Short holding time; low holding pressure. | Время выдержки <5с; давление <10МПА. |
| Деформация | Uneven cooling time; mold opening too early. | Время охлаждения <3с (тонкие детали); mold opening <2s after solidification. |
В. Material Quality Issues (10–20% of Defects)
Impure or unstable materials introduce internal and surface defects:
- Alloy Impurities: Iron content >1.2% (цинковые сплавы) causes hard particles, leading to pockmarks and cracks.
- Moisture/Gas Content: Hydrogen content >0.3cc/100g (алюминиевые сплавы) creates bubbles during solidification.
- Oxide Slag: Unfiltered molten metal (slag content >0.5%) causes layering and shrinkage loosening.
3. Solution Framework: Исправить & Prevent Defects
Resolving die casting defects requires targeted fixes for root causes—follow this 3-step approach for long-term results:
А. Targeted Fixes for High-Frequency Defects
For common defects, use these proven solutions tailored to cause and defect type:
| Дефект | Immediate Fix | Долгосрочная профилактика |
| Занижение | Увеличить давление впрыска (by 2–5MPa) или скорость (by 0.2–0.5m/s); raise alloy temperature (by 10–15°C). | Optimize gate size (match to part thickness: gate width = 2× part thickness); clean exhaust grooves weekly. |
| Холодная сепарация | Preheat mold to 180–200°C (цинковые сплавы); increase alloy temperature (by 15–20°C); use a larger gate. | Add diversion ribs (angle ≤10°) to guide uniform flow; установить регуляторы температуры пресс-формы (Допуск ±5°C). |
| Пузырьки | Уменьшить скорость впрыска (на 0,3–0,5 м/с); продлить время удержания (на 2–3 секунды); добавить вакуумный выхлоп (степень вакуума ≥90 кПа). | Используйте защиту инертного газа (аргон/азот) во время плавления; фильтровать расплавленный металл с помощью пенокерамических фильтров с плотностью 20 ppi. |
| Shrinkage Depression | Увеличьте давление удержания (на 3–5 МПа); продлить время удержания (на 3–5 с); добавить локальные каналы охлаждения (возле толстых стен). | Оптимизация конструкции детали (уменьшить разницу толщины стенок до ≤2:1); используйте стояки для толстостенных помещений. |
| Abrasion (Strain) | Польская полость формы (Ра ≤1,6 мкм); увеличить угол уклона до 1,5–2°; нанесите антиадгезив для пресс-форм (тонкий, равномерный слой). | Используйте износостойкие материалы форм. (НАПРИМЕР., H13 steel for hot chamber dies); coat cavity with TiN (нитрид титана) for zinc alloys. |
Беременный. Mold Optimization: Build Defect-Resistant Designs
- Рафта угол: Ensure minimum draft of 1° for zinc alloys, 2° for aluminum alloys (prevents abrasion).
- Exhaust System: Add exhaust grooves (depth 0.1–0.2mm, width 5–10mm) at final filling zones; для сложных частей, use vent pins (diameter 0.5–1mm).
- Каналы охлаждения: Space channels 15–20mm apart; align with thick-walled areas (НАПРИМЕР., 5mm from 10mm-thick walls) to reduce temperature gradients.
- Gate Design: Use fan gates for large flat parts (ensures uniform filling); use pinpoint gates (diameter 0.8–1.2mm) for small 3C components.
В. Управление процессом: Stabilize Parameters
- Контроль температуры:
- Alloy temperature: 380–420 ° C. (цинковые сплавы), 680–720°C (алюминиевые сплавы); use a digital thermostat (Допуск ±5°C).
- Температура формы: 150–200 ° C. (цинковые сплавы), 200–250 ° C. (алюминиевые сплавы); monitor with infrared thermal imagers.
- Injection Parameters:
- Горячая камерная кастинг (цинк): Pressure 10–20MPa, speed 0.5–1.5m/s.
- Cold chamber die casting (алюминий): Pressure 30–80MPa, speed 2–5m/s.
- Качественные проверки:
- First-part inspection: Проверьте размеры, поверхность, and internal quality (X-ray for critical parts) at the start of each shift.
- Статистический управление процессом (Спк): Track parameters (температура, давление) and defect rates; set control limits (НАПРИМЕР., ±10% for pressure).
4. Взгляд Yigu Technology на распространенные дефекты литья под давлением
В Yigu Technology, we view defects not as failures, but as opportunities to optimize processes. For hot chamber die casting clients (zinc alloy 3C parts), our AI-driven parameter control system—combining real-time temperature monitoring and adaptive pressure adjustment—reduced filling defects (undercasting, cold separation) от 8% к <1.5%. For cold chamber clients (aluminum automotive parts), our vacuum-assisted exhaust and ceramic foam filtration cut bubble and shrinkage rates by 60%.
We’re advancing two key solutions: 1) Digital twin simulation (MAGMA software) to predict filling defects before mold production; 2) Wear-resistant mold coatings (Тилн) that extend mold life by 50%, reducing mesh burrs. Наша цель — помочь производителям перейти от «устранения дефектов» к «предотвращению дефектов» — сократить процент брака и <2% и повышение эффективности производства за счет 15%.
Часто задаваемые вопросы
- Можно ли устранить поверхностные дефекты, такие как следы текучести или оспины, после отливки??
Да — незначительные следы текучести можно удалить механической полировкой. (800– наждачная бумага зернистостью 1200.) или химическое травление (для алюминиевых сплавов). Оспины могут потребовать шпаклевки. (Для некритических частей), но тяжелые случаи требуют отмены. Рекомендуем устранить первопричины (НАПРИМЕР., регулировка скорости впрыска) вместо того, чтобы полагаться на послеремонтный период.
- Почему внутренние дефекты, такие как пузыри или усадка, часто остаются незамеченными на потом??
Внутренние дефекты скрыты под поверхностью — они могут проявиться только после термообработки. (пузыри расширяются) или стресс-тестирование (трещины образуются). Чтобы обнаружить их на ранней стадии, использовать рентгеновскую дефектоскопию для ответственных деталей (НАПРИМЕР., Автомобильные датчики) и тестирование плотности (обеспечить плотность ≥99,5% для алюминиевых сплавов).
- Различаются ли общие дефекты при литье под давлением с горячей и холодной камерой??
Да, горячая камера (цинк) склонен к поверхностным дефектам (истирание, оспины) из-за прилипания формы и низкого давления; холодная камера (алюминий) сталкивается с большим количеством внутренних дефектов (пузырьки, усадка) из-за высокотемпературного металла и турбулентного заполнения. Наши решения адаптированы: для горячей камеры, оптимизируем тягу и выпуск пресс-форм; для холодной камеры, мы фокусируемся на вакууме и фильтрации.