如何防止鋁合金壓鑄件中的熱裂紋
本文的關鍵詞: 鋁合金壓鑄鋁合金鑄造熱裂紋，鋁合金壓鑄，數(shù)控加工，鋁合金壓鑄
1. 鋁鑄件熱裂紋的形貌和特征
熱裂紋可分為外部裂紋和內(nèi)部裂紋. 鋁坯表面上可見的熱裂紋稱為外部裂紋. 外部裂紋通常在鋁坯的拐角處形成，橫截面寬度突然改變，或者局部懷疑緩慢，并且容易形成撓曲. 它的特征是表面寬而內(nèi)部窄，并且被撕裂. 有時，斷裂會貫穿鋁坯的整個部分. 熱裂紋的另一個特征是裂紋沿著晶界分布. 當鋁坯的終熔化位置太不規(guī)則時，通常會發(fā)生內(nèi)部開裂. 骨折常常伴有樹根晶體. 通常，內(nèi)部裂紋不會擴展到鋁坯的表面.
熱裂紋是由鋁合金壓鑄件在熔化結(jié)束時或熔化后不久后（由于硬度和可塑性太低）由于對鋁鑄件的固體收縮的抵抗而引起的裂紋. 熱裂紋是鑄鋼，可鍛鑄鐵和單個輕合金鋁鑄鋼生產(chǎn)中常見的鑄造缺陷之一. 熱裂紋在基材中引發(fā)并沿氫鍵擴展. 其形狀厚度不均勻，曲折且不規(guī)則. 裂紋表面被氧化，沒有金屬光澤. 鑄鋼的裂紋表面幾乎是紫色的，而鋁合金是深黃色的. 肉眼可以看到外部裂紋，根據(jù)外觀和斷裂特性可以將其與冷裂紋區(qū)分開.
2. 鋁合金壓鑄件數(shù)控加工中熱裂紋的產(chǎn)生
形成熱裂紋的理論和實踐原因很多，但根本原因是鋁鑄件的熔化方法以及熔化期間鋁鑄件的熱應力和收縮應力.
將液態(tài)金屬倒入型腔后，熱量的損失主要是通過壁，因此凝固總是從鋁合金壓鑄坯料的表面開始. 當在熔化的后期出現(xiàn)大量的樹枝狀晶體并重疊成一個完整的骨架時，就會開始形成固體收縮. 但是此時，仍存在一層尚未熔化的液態(tài)金屬膜（液態(tài)膜）. 如果鋁坯料沒有任何限制地收縮，則枝晶骨架可以無力自由收縮. 當枝晶骨架的收縮受到型腔或砂芯的限制時，如果不能自由收縮，就會形成拉伸應力. 當拉伸應力超過其材料硬度限時，樹枝晶之間也會形成裂紋. 如果樹枝狀骨架被拉出的速度太慢，并且被拉出部分周圍有足夠的熔融金屬流入撕裂位置并及時補充，那么鋁鑄件將不會形成熱裂紋. 相反，如果裂紋不能用熔融金屬補充，則鋁鑄件中會出現(xiàn)熱裂紋.
因此，已知具有寬范圍的凝固溫度以及糊狀或海綿狀網(wǎng)絡熔化方法的合金有可能形成熱裂紋. 隨著凝固溫度范圍的變窄，合金的熱裂變趨勢變小，并且在恒定溫度下熔融的晶界成分的合金不容易發(fā)生熱裂變. 鋁合金壓鑄件的熱裂紋在鋁坯的熔化過程中發(fā)生，但這并不意味著鋁坯熔化時必然形成熱裂紋. 主要取決于鋁坯在熔化過程中的熱應力和收縮應力. 鋁坯熔化區(qū)域的液態(tài)碳化物骨架中的熱應力很可能引起鋁鑄件的熱裂紋或皮下熱裂紋;外部約束引起的收縮應力是鑄鋁熱裂的主要條件. 在熔化的鋁鑄件殼體中，線性收縮受到外部因素（例如砂芯，型砂和鋁鑄件表面上相同型腔的摩擦）的限制. 殼體中將出現(xiàn)收縮應力（拉應力）. 鋁鑄件的熱接頭，尤其是熱接頭處尖角產(chǎn)生的薄殼成為收縮應力集中的地方鋁合金鑄造熱裂紋，而鋁鑄件有可能在此部位形成熱裂紋.
形成熱裂紋的原因在工藝和鋁鑄鋼結(jié)構(gòu)中得到體現(xiàn). 其中: 鋁合金壓鑄加工壁厚不均，內(nèi)角小；重疊零件的分叉過多，鋁鑄造框架，肋骨和其他限制因素鋁通常會收縮；澆鑄冒口系統(tǒng)限制了鋁鑄件的正常收縮. 例如，澆鑄冒口靠近箱形帶或澆鑄冒口之間的型砂具有較高的硬度，這限制了鋁坯的自由收縮. 冒口大小不一；合金的線性收縮率非常大；合金的低熔點相中的元素產(chǎn)生過多的元素，鑄鋼鑄鐵中的硫和磷濃度很高. 鋁鑄件從包裝盒中掉出來的時間太早，冷卻得太快.
聯(lián)系人: 李經(jīng)理
