铝合金裂纹用什么方法补上最好
随着科技的不断发展,如今铝、铝合金金属因其质轻而且强度高韧性好,被广泛应用于加工航空、汽车等的发动机零件或器材,也用于建筑装潢。但铝、铝合金属零件器材时间久了会出现磨损、裂缝、断裂等现象,或在铸造的时候就有损伤,裂缝,砂眼等问题,要怎么样才能很好的解决这些问题呢?不管是换新的还是重新铸造,都是费时费力,最简单的方法就是用修补剂修补了。
1.处理表面:用喷砂、电砂轮、钢丝刷或粗砂纸等方式打磨,除去涂胶处的松动物质,提高修复表面的粗糙度,并用清洗剂擦拭,以清洁接着表面。
2.配胶:JL-113铝质修补剂是由A、B双组份组成,使用时严格按规定6:1重量比或4.5:1的体积比将主剂A和固化剂B充分混合至颜色均匀一致。
3.粘接:将混合好的铝质修补剂涂抹在经处理过的表面,涂抹时应用力均匀,反复按压,保证材料与基体表面充分接触,以达到最佳效果。需多层涂胶时,需对原涂胶表面进行处理后再涂抹。
4.固化:铝合金沙孔修补剂在低于气温25℃时可适当延长固化时间,当气温低于15℃时,采用适当的热源进行加热(红外线、电炉等),但加热时不可以直接接触修补部位,正确操作是热源离修补表面40cm以上,60~80℃保持2~3小时。
造铝合金的热处理裂纹可能产生原因有下面几种:
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。
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
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。
第一,由于摩擦力的原因使金属表层受到附加拉应力的作用,当附加拉应力大于表层金属抗拉强度时就会产生裂纹;
第二,挤压温度过高,金属表层抗拉强度下降,在摩擦力作用下产生裂纹;
第三,挤压速度过快时,金属表层所受的附加拉应力增加使型材产生裂纹。
而能解决这种原因的方法,也只有严格控制挤压工艺参数,以保证合理的出口速度和出口温度,才能减少铝型材产生裂纹的现象。这就需要公司严格的把关和监督生产过程。
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。
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!
气孔:两种,Mg蒸汽、难熔氧化膜卷入造成气孔;氢气孔;铝合金表面清洁,气氛保护的好些。焊接采用较小的线能量。