铝合金压铸件裂纹是什么原因

        我们在使用铝型材质时,会发现很多材质的表面上会产生纵向鱼粼状重复性间隔断纹,严重的直接呈断开分离状。这些裂纹会严重影响铝材的使用性能,而导致这种缺陷发生的原因以及相关措施,苏州九尊铝业有限公司作出以下详细解释。

        铝型材表面裂纹产生原因:(一):铝型材挤压系数过大,挤压温度过高(棒,筒,模三温),挤压速度过快。(二):挤压力不稳,忽高忽低,或多档调速之间速差明显,换档时速度转换突快。(三):铝合金型材挤出时头端上压(冲压)过快,尾端跑速或未减速,死区铝大量的渗入。(四):棒的质量较差,棒内过烧,大晶粒,疏松。压余(V3铝)过薄。(五):挤压模具流速比严重失调设计制造不合理。

        铝型材表面裂纹相关措施:(一):挤压系数过大的型材可以放在小机台生产,采用合适的挤压比另外挤压三温要严格按生产工艺要求控制,要采用合适的挤压速度。(二):操作工精神集中,调速平稳,压力不能或高或低,换档时手动操作配合。(三):铝型材停机印前端和后端是死区或V3体积(铝棒表层)铝,杂质多,质量差,粘性不足,故型材头尾端挤压速度要放慢。(四):铝棒表面要细腻干净无油污,内部组织要达标。压余正常留(棒长的5%)(五):挤压模具设计者要设计制造流速均匀的合格模具。

相关问答

问 铝表面龟裂就是检查铝表面龟裂是何意思

答：压铸铝件裂产生的原因：(1)合金中铁含量过高或硅含量过低；(2)合金中有害杂质的含量过高，降低了合金的的可塑性；(3)铝硅合金：铝硅铜合金含锌或含铜量过高，铝镁合金中含镁量过多(4)模具，特别是型芯温度太低；(5)铸件壁厚有剧烈变化之处；(6)...

问 为什么铝件氧化颜色会不一致，表面出现裂纹

答：硬质氧化通常膜层比较厚，氧化的温度也比较低，造成膜层和基材的应力较大形成裂纹，这种裂纹的减少可以通过更换合适的材料，降低膜层来改善。

问 如何评断铝材质量1.铝材表面平整度是否光滑无凹痕

答:苏州九尊铝业的生产标准是这样的 涂层光泽 涂层的60°光泽值应与合同规定一致,其允许偏差为±5个光泽单位。 涂层厚度 涂层种类 平均膜厚 复合膜局部膜厚 二涂 平均膜厚≥30μm 最小局部膜厚≥25μm 三涂 平均膜厚≥40μm 最小局部膜厚≥34μm 四涂 平均...

问 电泳铝材表面有裂痕怎样照成的

答：我觉得可能跟你的电泳液的稳定性有关，还有就是铝材之间粘结不牢固，另外也有可能跟这个设计工艺有关。具体的情况我这也看不到，不能针对性的帮到您，不过还是希望对你思考起到帮助。

问 铝合金在什么情况下会产生裂纹

答：你所讲的铝合金应该是阳极后的铝合金吧！裂纹也称“龟裂” 一般来讲，阳极后的铝合金表面有一层氧化皮膜，产生裂纹的原因主要有两个： 1.受外力影响，发生变形等导致膜层破裂； 2.阳极膜厚过高，经过高温后因热涨冷缩导致裂纹，冷却后无法恢复。 ...

问 如何判断铝合金型材的质量？

答：1、表面质量：铝型材表面除了应清洁,不允许有裂纹、起皮、腐蚀和气泡等缺陷存在外，还不允许有腐蚀斑、电灼伤、黑斑、氧化膜脱落等缺陷。

问 铝型材表面缺陷产生原因及检验方法？

答：划伤，石墨印，粗糙，气泡，夹杂，裂纹 垫导路会产生石墨印 粗糙和磨具及挤压工艺有关 挤压筒排气不好会有气泡，铸锭有夹杂，裂纹挤压工艺有关，基本都是肉眼加经验

问 铸造铝合金锭表面收缩裂纹原因

答：铝合金扁锭铸造表面裂纹是一个比较普遍缺陷问题。铝合金半连续铸造过程中出现的表面裂纹问题应该考虑诸多因素: 1、结晶器锥度2、铸造温度3、铸造过程夹渣4、熔体过热5、铸造速度过快6、冷却系统7、合金化学成分8、操作技能

问 铝合金硬质氧化后为什么有裂纹

答：硬质氧化是在低温下得到的，生成的膜层较厚，一般有40-60um,在氧化过程中，有大量的热量产生和气体放出，氧化膜内部生成大量的应力，氧化膜体积膨胀，应力释放，从而表面形成裂纹，越厚的膜层越容易出现这种现象，一般不视为一种不良现象。

1．铸件结构设计不合理，有尖角，壁的厚薄变化过于悬殊

2．砂型(芯)退让性不良

3．铸型局部过热

4．浇注温度过高

5．自铸型中取出铸件过早

6．热处理过热或过烧，冷却速度过激

详细的如何解决的方法，可参考【铸业网】的《铸造铝合金的缺陷（四）》这一文章。

铝合金固溶时不发生相变，无组织应力，只有热应力在起作用。零件冷却后，表面因热应力作用造成压应力，心部受断裂应力常常会出现微裂纹。为了减少变形和开裂，应该控制加热速度和冷却方法。目前常用提高淬火温度、用油淬火、改用其他淬火介质或等温淬火等方法来消除。

铝合金淬火在从500℃向250℃转变时为关键性冷却范围，所以新淬火介质以聚醚和聚二醇等聚合物最理想。冷却能力可通过在很大范围内改变浓度来调整，低浓度聚合物水溶液的冷却速度和冷水相当。随浓度提高，冷却能力下降而接近油和热水，聚合物的逆溶性温度(60~80℃)减慢了淬火开始的冷却速度，使热应力明显降低。

装炉方法不当，因自重产生变形，应采用适当的夹具，并保持炉气循环、炉温均匀。正确选择淬火方法会减少畸变。微量的变形可通过淬火后马上校正。

机械加工后零件内残留应力过大也会产生变形，可以进行消除应力退火。消除铝合金的残留应力也可以通过在零件淬火后进行1%~5%的塑性变形，使残留应力因工件变形而松弛。塑性变形后，再进行人工时效则效果更加明显。

工件外形复杂、壁厚不均，容易造成应力集中。应改进设计方案，增大圆角半径。铸铝件应有加强筋，太薄部分淬火时，应用石棉包扎。

另外，热处理炉温均匀性、精确性及淬火转移时间的长短都对变形开裂有影响，操作者应注意。

一般来讲，阳极后的铝合金表面有一层氧化皮膜，产生裂纹的原因主要有两个：

1.受外力影响，发生变形等导致膜层破裂；

2.阳极膜厚过高，经过高温后因热涨冷缩导致裂纹，冷却后无法恢复。

供参考！

1、结晶器锥度

2、铸造温度

3、铸造过程夹渣

4、熔体过热

5、铸造速度过快

6、冷却系统

7、合金化学成分

8、操作技能

冷裂常出现在铸件受拉伸的部位，那些壁厚差别大、形状复杂的铸件，尤其是大而薄的铸件易发生冷裂纹。凡是能增加铸造应力、降低铸造强度和塑性的因素都将促使冷裂纹的发展。

热裂纹是一种普通又很难完全消除的铸造缺陷，除Al-Si合金外，几乎在所有的工业变形铝合金中都能发现。关于热裂纹的形成机理主要有强度理论、液膜理论和裂纹形成理论3种。其中，强度理论比较通用，该理论从对合金高温力学性能的研究结果出发，认为所有合金在固相线温度之上的固液区内都存在着一个强度极低、延伸率极小的“脆性温度区间”，合金在这个区间冷却时，当收缩而产生的应力如果超过了此时金属的强度，或者由应力而引起的变形超过了金属的塑性，就会导致热裂纹的产生。

在生产过程中一般不存在纯粹的热裂纹或冷裂纹，大部分都先产生热裂纹，然后在冷却过程中由热裂纹发展成为冷裂纹。

　铸造裂纹产生的本质原因

在凝固末期，铸件绝大部分已凝固成固态，但其强度和塑性较低，当铸件的收缩受到铸型、型芯和浇注系统等的机械阻碍时，将在铸件内部产生铸造应力，若铸造应力的大小超过了铸件在该温度下的强度极限，即产生热裂纹。而冷裂纹是在铸件凝固后冷却到弹性状态时，因局部铸造应力大于合金极限强度而引起的开裂。总结可知，产生铸造裂纹的本质原因是由于组织内应力与外部机械应力太大，超过材料塑性变形能力，引起金属组织不连续而开裂。

防止铸造裂纹产生的措施

铸造裂纹的影响因素归纳起来主要与熔体质量、铸造设备、铸造工艺条件和晶粒组织有关。因此可从这四个方面入手，采取对应措施来防止铸造裂纹的产生。

　 保证熔体的质量

　 减少熔体中杂质的含量

对7050合金铸造工艺进行了研究，提出对化学成分的优化，可以提高合金的成型性，减少铸锭开裂。

杂质含量高时，合金组织中晶格畸变量增大，内应力增大，抵抗塑性变形能力大大下降，导致合金易于开裂。对于铝及铝合金，Fe、Si是其主要杂质元素。它们主要以FeAl3和游离硅存在。当硅大于铁，形成β-FeSiAl5(或Fe2Si2Al9)相，而铁大于硅时，形成α-Fe2SiAl8(或Fe3SiAl12)相[6]。当铁和硅的比例不当时，会引起铸件产生裂纹。

此外，其它杂质元素也需相应控制。当合金中存在钠时，在凝固过程中，钠吸附在枝晶表面或晶界，热加工时，晶体上的钠形成液态吸附层，产生脆性开裂，即“钠脆”。碱金属钠(除高硅合金外)一般应控制在5×10-4%以下，甚至更低，达2×10-4%以下。像K、Sn等低熔点杂质元素少量存在也会使合金性能变脆，易于开裂。这主要是由于低熔点杂质元素在凝固时后结晶，往往包在晶界周围，导致凝固收缩时受拉应力而沿晶开裂。所以需对铝液中的杂质含量进行合理调配，控制其含量。

　减少熔体的含气量和夹杂物含量

铝及铝合金熔炼、保温时，空气和炉气中的N2、O2、H2O、CO2、H2、CO和CmHn等要与熔体在界面相互作用，产生化合、分解、溶解和扩散等过程，最终使熔体产生氧化和吸气。其氧化生成物有A12O3、SiO2、MnO和MgO等，其中Al2O3是主要的氧化夹杂物[7]。其中，对于非金属夹杂要求其数量少而小，其单个颗粒应少于10μm而对于特殊要求的航空、航天材料、双零箔等制品的非金属夹杂的单个颗粒应小于5μm。

由于熔体吸收的气体中H2占85%以上[8]，且氢在熔体中的溶解度随温度的降低而减小，因而在熔体结晶凝固时有大量气体析出，未及时逸出的便在铸锭中形成气孔。夹杂物和气孔都可削弱晶粒间的联结，造成应力集中，使铸锭的塑性和强度下降，从而导致铸造裂纹。一般来说，普通制品要求的产品氢含量控制在0.15~0.2mL/(100g Al)以下，而对于特殊要求的航空、航天材料、双零箔等氢含量应控制在0.1 mL/(100g Al)以下。

压铸模具产生龟裂的原因，也许跟很多因素都有关，如：模具钢材纯净度高低，热处理工艺是否合理，压铸前的模具预热是否充分，模具结构合理与否，模具大小，模具散热效果……等等，都有关系。

因此，压铸模具龟裂的因素，没办法完全断定就是哪个因素造成的。只是造成因素大，或者是小。但是，一万模就腐蚀，压模数量有点少，这和模具钢纯净度有直接的关系。

从模具钢角度，分析压铸模具被冲腐蚀产生龟裂的原因有两个：

1）模具钢含有低熔点的杂质太多。这些细微分布于模具型腔的低熔点杂质，无法抵抗高温高压铝合金的冲刷，熔化后脱落，在模具表面形成腐蚀麻点或细微裂纹，称为龟裂。这些龟裂点慢慢延展扩大，就形成压铸模具的开裂报废。

2）模具钢抗高温软化性能差。模具在高温下工作，无法抵御急冷急热的频繁交替，硬度下降很快。硬度低的模具钢，自然容易被冲腐蚀，产生龟裂。

改善方法是，选用纯净度高的热作模具钢，如：高钼H13，无硫8407，无硫8418。配合好的热处理工艺，试模请内应力消除干净。压铸模具硬度和模具结构，模具大小有很的关系。压铸模具的硬度HRC42-52之间，都有人使用，这要根据具体情况确定。

一．模具损坏分析在压铸生产中，模具损坏最常见的形式是裂纹、开裂。应力是导致模具损坏的主要原因。热、机械、化学、操作冲击都是产生应力之源，包括有机械应力和热应力，应力产生于：一．在模具加工制造过程中1、毛坯锻造质量问题有些模具只生产了几百件就出现裂纹，而且裂纹发展很快。有可能是锻造时只保证了外型尺寸，而钢材中的树枝状晶体、夹杂碳化物、缩孔、气泡等疏松缺陷沿加工方法被延伸拉长，形成流线，这种流线对以后的最后的淬火变形、开裂、使用过程中的脆裂、失效倾向影响极大。2、在车、铣、刨等终加工时产生的切削应力，这种应力可通过中间退火来消除。3、淬火钢磨削时产生磨削应力，磨削时产生摩擦热，产生软化层、脱碳层，降低了热疲劳强度，容易导致热裂、早期裂纹。对H13钢在精磨后，可采取加热至510－570℃，以厚度每25mm保温一小时进行消除应力退火。4、电火花加工产生应力。模具表面产生一层富集电极元素和电介质元素的白亮层，又硬又脆，这一层本身会有裂纹，有应力。电火花加工时应采用高的频率，使白亮层减到最小，必须进行抛光方法去除，并进行回火处理，回火在三级回火温度进行。二．模具处理过程中热处理不当...