電子門鎖鋁合金外殼壓鑄件外觀常見質量問題及成因分析

中國日用五金技術開發中心 佟 哲

電子門鎖作為近幾年來新興的鎖具門類取得了較快的發展。據有關機構統計，電子門鎖在2015年全行業產銷量還不足500萬套，截止到2021年全行業年產銷量已經突破2000萬套大關。近七年電子門鎖產銷量翻了四倍，是鎖具行業發展最快速的細分行業。電子門鎖的外殼，即電子門鎖的前、后面板，其材質構成一般由銅合金、鋅合金、鋁合金、鐵合金以及不銹鋼組成。其中銅合金雖然屬于環保材料，而且加工性能優異，但性價比較低，目前已經僅在部分高端產品中采用；鋅合金以其易成型、表面處理容易，在早期被電子門鎖行業采用；鐵合金以其優異的性價比，為相對較容易的加工技術，目前在中、低端電子門鎖領域被應用較多；不銹鋼雖然表面耐腐蝕性較高，但其成型難度高，不易制成復雜形狀，而且針對電子門鎖結構設計難度較高，僅在特殊場所應用。

近些年，隨著鋁合金壓鑄、表面處理技術的不斷成熟，鋁合金以其優異的性價比以及較成熟的成型和表面處理技術，正在逐漸被廣大的電子門鎖企業所采用。截止目前，國內超過7成以上的電子門鎖均采用了鋁合金作為面板的主材質。鋁合金主要的成型的方式為壓鑄成型，約占比鋁合金成型的9成以上，其次是型材數控加工成型。在鋁合金加工成型工序中，鋁合金壓鑄工藝技術的優劣直接決定了鋁合金成型后表面的觀感、質感以及用戶體驗等。

鋁合金壓鑄成型過程當中的質量要求主要包括兩個方面，一方面是強度質量要求，即滿足國家標準要求的強度，例如外殼表面耐沖擊強度、防撬、防拉、防暴力等要求，執手的耐用性以及執手的強度要求等。另一方面要求是外觀的要求，即表面可能出現的例如：沙孔、裂傷、凹痕、碰傷、劃傷、變形等。

其中，外觀質量問題主要分為兩類，一類為壓鑄本身或操作過程當中出現的問題，主要包括：

沙孔：即表面因氣泡、凹痕引起的，出現不穿透壓鑄件表面基體的小孔。一般多為單顆或多顆組成，其出現的位置可能是水口位置，也可能出現在表面，但多出于水口位置。沙孔出現有著較強的隱蔽性，可能在壓鑄后發現，也可能是拋光后發現，也可能是在表面處理（噴漆或電鍍）后發現，也是鋁合金壓鑄件最容易出現的質量問題之一。一般沙孔的不合格差別根據不同的表面要求也不一樣，A面（直觀面）以及AB連接面，要求嚴格一些，B面（次直觀面）、C面（非直觀面）的要求相對次之，D面，一般只做強度要求，不做沙孔要求。其主要成因是壓鑄機壓力時間或壓機噸位調整不到位，內部形成氣孔，材料致密度不夠所致。如圖1：

圖1 鋁合金壓鑄件表面沙孔

裂傷：主要是指鋁合金壓鑄件出現撕裂性傷痕，此項問題屬于壓鑄中常見問題之一，也是嚴重的質量問題之一。其主要出現在壓鑄的連接面（例如A/B 面之間），一般出現裂傷均可直接認定為產品有質量問題或嚴重的質量問題。其主要成因仍然是壓鑄過程當中的溫度、壓力值、落殘料時工藝不當、模具表面處理不當或模具工藝其它問題等引起的。如圖2所示：

圖2 壓鑄裂傷

凹痕：主要是指壓鑄的過程當中，在A/B/C面出現的，經過拋光之后仍然無法去除的凹陷痕跡。一般與沙孔類似，但面積多大于沙孔而且呈連續分布，又有別于壓鑄變形的凹陷。如圖3所示，其主要成因是壓鑄模具質量、模具表面加工工藝、以及在壓鑄過程當中模腔內整潔度等原因所導致。一般在生產過程當中處理的方式是，A/B/C面不得出現凹痕，在非拋光表面凹痕的范圍和大小在不影響強度質量要求以及體驗要求的情況下允許放行。

圖3 壓鑄凹痕

欠鑄：也稱缺肉，是指在壓鑄成型后鑄件與設計偏差，未填充完整或輪廓不清，缺邊少角等情況。一般多出現在電子門鎖壓鑄件的邊角、連接處、螺釘或結構相對復雜的一些部位。如圖4所示。其主要成因是鋁合金液化含氣量過高，氧化嚴重，模溫過低，液體流速低，壓鑄件結構設計不當（過薄、厚薄差距過大），模具排氣口設計等原因所導致。

圖4 欠鑄

變形：變形主要有兩種情況，一種是壓鑄變形，另一種是一般變形。壓鑄變形主要是指電子門鎖外殼壓鑄成型后與設計要求不符，包括了整體變形或局布變形。目前整體變形在壓鑄過程當中出現較多，主要是壓鑄件成型之后平整度不夠，與設計相差過大。特別是一些較長、較為大型的壓鑄件。如圖5所示。一般變形的主要原因在電子門鎖上主要為結構設計中，對較長的工件，未注重平整度的設計，僅注意結構性要求，導致模具設計無法對平整度進行設計；另一個主要原因是出模時間過早，導致工件的剛性強度不足；第三個主要原因是，壓鑄件出模后堆放不當所導致。

圖5 壓鑄變形

上述的問題主要是在結構設計、模具設計、壓鑄工藝及操作工序等方面導致出現的電子門鎖外殼壓鑄件出現了此類問題。在日常的生產實踐當中，一般解決辦法是在結構設計期間，模具設計、壓鑄工藝的考量應納入到產品結構設計當中，形成結構設計——工藝實現——工程實施——質量要求一體化的架構。在前端設計就考慮到生產實施方法及難度。在模具設計階段，要針對電子門鎖的結構特殊性要求，形成一致性的結構設計規范，通過設計端的澆口、水口、推桿、頂針、結構穩定筋、壓鑄時間、模具清洗、溫度等方面形成針對電子門鎖壓鑄件的統一的實施規范。在壓鑄過程當中嚴格按照規范操作等來保證鑄件的產品質量穩定。

鋁合金壓鑄件還有一些原因與壓鑄的工藝、模具關系不大，但是卻與壓鑄件質量息息相關的常見質量問題出現。

碰傷、劃傷：主要是在壓鑄成型后，因操作搬運不當或堆放不當等導致的壓鑄件表面有明顯外力痕跡。如圖6所示。碰傷、劃傷主要發生的原因是操作不規范，例如模具工開模取件時碰到模具、設備或其它工作臺的邊、角或架，也可能是在操作過程當中放置流水線工件碰撞等因素，工序轉運等方面的人為操作方面所導致。一般加強壓鑄的工序管理以及正規操作即可解決。

圖6 碰傷

結語：電子門鎖外殼壓鑄，作為市場最重視高顏值產品的底層工序之一，直接決定了后續拋光、表面處理是否能夠達到市場需求的質量目標，同時也決定了與其它配件之間的配合度是否能夠滿足質量、外觀、體驗的要求。例如壓鑄件與表面裝飾IML（注塑表面處理技術）件，決定了外觀與體驗，內部與主板PCBA、離合、電機等直接影響產品質量及體驗。可以認為電子門鎖外殼是承載著電子門鎖質量穩定與提升的母體之一。因此，外殼的質量是電子門鎖質量的重中之中。只有強化體系管理、流程管理、操作管理、確保過程正確，結果正確這是本質宗旨，才能規避在壓鑄過程當中出現的一些常見問題,從而提升電子門鎖的產品質量水平。