铸造铝合金的热处理裂纹造成的原因是什么

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

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。

        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。

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。

缺陷特征：氧化夹渣多分布在铸件的上表面，在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色，经x光透视或在机械加工时发现，也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现

产生原因：

1．炉料不清洁，回炉料使用量过多

2.浇注系统设计不良

3．合金液中的熔渣未清除干净

4．浇注操作不当，带入夹渣

5.精炼变质处理后静置时间不够

防止方法：

1．炉料应经过吹砂，回炉料的使用量适当降低

2．改进浇注系统设计，提高其挡渣能力

3.采用适当的熔剂去渣

4．浇注时应当平稳并应注意挡渣

5．精炼后浇注前合金液应静置一定时间 缺陷特征：三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形，具有光滑的表面，一般是发亮的氧化皮，有时呈油黄色。表面气孔、气泡可通过喷砂发现，内部气孔 气泡可通过X光透视或机械加工发现气孔 气泡在X光底片上呈黑色。

产生原因：

1．浇注合金不平稳，卷入气体

2．型(芯)砂中混入有机杂质(如煤屑、草根 马粪等)

3．铸型和砂芯通气不良

4．冷铁表面有缩孔

5．浇注系统设计不良

防止方法 ：

1．正确掌握浇注速度，避免卷入气体。

2．型(芯)砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量

3．改善(芯)砂的排气能力

4．正确选用及处理冷铁

5．改进浇注系统设计 缺陷特征：铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处。在铸态时断口为灰色，浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在x光底片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍 断口等检查方法发现。

产生原因：

1．冒口补缩作用差

2．炉料含气量太多

3．内浇道附近过热

4．砂型水分过多，砂芯未烘干

5．合金晶粒粗大

6．铸件在铸型中的位置不当

7．浇注温度过高，浇注速度太快

防止方法：

1．从冒口补浇金属液，改进冒口设计

2．炉料应清洁无腐蚀

3．铸件缩松处设置冒口，安放冷铁或冷铁与冒口联用

4．控制型砂水分，和砂芯干燥

5．采取细化品粒的措施

6．改进铸件在铸型中的位置降低浇注温度和浇注速度 缺陷特征 :

1．铸造裂纹。沿晶界发展，常伴有偏析，是一种在较高温度下形成的裂纹在体积收缩较大的合金和形状较复杂的铸件容易出现

2．热处理裂纹：由于热处理过烧或过热引起，常呈穿晶裂纹。常在产生应力和热膨张系数较大的合金冷却过剧。或存在其他冶金缺陷时产生

产生原因：

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

防止方法:

1．改进铸件结构设计，避免尖角，壁厚力求均匀，圆滑过渡

2．采取增大砂型(芯)退让性的措施

3．保证铸件各部分同时凝固或顺序凝固，改进浇注系统设计

4．适当降低浇注温度

5．控制铸型冷却出型时间

6．铸件变形时采用热校正法

7．正确控制热处理温度，降低淬火冷却速度 压铸件缺陷中，出现最多的是气孔。

气孔特征。有光滑的表面，形状是圆形或椭圆形。表现形式可以在铸件表面、或皮下针孔、也可能在铸件内部。

（1）气体来源

1） 合金液析出气体—a与原材料有关 b与熔炼工艺有关

2） 压铸过程中卷入气体&not—a与压铸工艺参数有关 b与模具结构有关

3） 脱模剂分解产生气体&not—a与涂料本身特性有关 b与喷涂工艺有关

（2）原材料及熔炼过程产生气体分析

铝液中的气体主要是氢，约占了气体总量的85%。

熔炼温度越高，氢在铝液中溶解度越高，但在固态铝中溶解度非常低，因此在凝固过程中，氢析出形成气孔。

氢的来源：

1） 大气中水蒸气，金属液从潮湿空气中吸氢。

2） 原材料本身含氢量，合金锭表面潮湿，回炉料脏，油污。

3） 工具、熔剂潮湿。

（3）压铸过程产生气体分析 　由于压室、浇注系统、型腔均与大气相通，而金属液是以高压、高速充填，如果不能实现有序、平稳的流动状态，金属液产生涡流，会把气体卷进去。

压铸工艺制定需考虑以下问题：

1） 金属液在浇注系统内能否干净、平稳地流动，不会产生分离和涡流。

2） 有没有尖角区或死亡区存在？

3） 浇注系统是否有截面积的变化？

4） 排气槽、溢流槽位置是否正确？是否够大？是否会被堵住？气体能否有效、顺畅排出？

应用计算机模拟充填过程，就是为了分析以上现象，以作判断来选择合理的工艺参数。

（4）涂料产生气体分析 　涂料性能：如发气量大对铸件气孔率有直接影响。

喷涂工艺：使用量过多，造成气体挥发量大，冲头润滑剂太多，或被烧焦，都是气体的来源。

（5）解决压铸件气孔的办法

先分析出是什么原因导致的气孔，再来取相应的措施。

1） 干燥、干净的合金料。

2） 控制熔炼温度，避免过热，进行除气处理。

3） 合理选择压铸工艺参数，特别是压射速度。调整高速切换起点。

4） 顺序填充有利于型腔气体排出，直浇道和横浇道有足够的长度（>50mm），以利于合金液平稳流动和气体有机会排出。可改变浇口厚度、浇口方向、在形成气孔的位置设置溢流槽、排气槽。溢流品截面积总和不能小于内浇口截面积总和的60%，否则排渣效果差。

5） 选择性能好的涂料及控制喷涂量。

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。

供参考！

1、 铝棒通过挤压机模具挤出铝型材，头端上压过快，尾端跑速使得铝都跑入死区，从而产生裂纹。

2、 挤压比过大、挤压温度国高、挤压速度过快都容易造成工业铝型材挤压裂纹。

3、 压力不均匀，或者换挡时速度转换过快。

4、 挤压模具设计不合理，模孔金属流速不均匀。

一、铸造概论铝合金铸造的种类如下：由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。1、铝合金铸造工艺性能铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。(1)流动性流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。(2)收缩性收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。①体收缩体收缩包括液体收缩与凝固收缩。铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一，产生的原因是液态收缩大于固态收缩。生产中发现，铸造铝合金凝固范围越小，越易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越易形成分散性缩孔，因此，在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则，即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充，是缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。对易产生分散疏松的铝合金铸件，冒口设置数量比集中缩孔要多，并在易产生疏松处设置冷铁，加大局部冷却速度，使其同时或快速凝固。②线收缩线收缩大小将直接影响铸件的质量。线收缩越大，铝铸件产生裂纹与应力的趋向也越大；冷却后铸件尺寸及形状变化也越大。对于不同的铸造铝合金有不同的铸造收缩率，即使同一合金，铸件不同，收缩率也不同，在同一铸件上，其长、宽、高的收缩率也不同。应根据具体情况而定。(3)热裂性铝铸件热裂纹的产生，主要是由于铸件收缩应力超过了金属晶粒间的结合力，大多沿晶界产生从裂纹断口观察可见裂纹处金属往往被氧化，失去金属光泽。裂纹沿晶界延伸，形状呈锯齿形，表面较宽，内部较窄，有的则穿透整个铸件的端面。不同铝合金铸件产生裂纹的倾向也不同，这是因为铸铝合金凝固过程中开始形成完整的结晶框架的温度与凝固温度之差越大，合金收缩率就越大，产生热裂纹倾向也越大，即使同一种合金也因铸型的阻力、铸件的结构、浇注工艺等因素产生热裂纹倾向也不同。生产中常采用退让性铸型，或改进铸铝合金的浇注系统等措施，使铝铸件避免产生裂纹。通常采用热裂环法检测铝铸件热裂纹。(4)气密性铸铝合金气密性是指腔体型铝铸件在高压气体或液体的作用下不渗漏程度，气密性实际上表征了铸件内部组织致密与纯净的程度。铸铝合金的气密性与合金的性质有关，合金凝固范围越小，产生疏松倾向也越小，同时产生析出性气孔越小，则合金的气密性就越高。同一种铸铝合金的气密性好坏，还与铸造工艺有关，如降低铸铝合金浇注温度、放置冷铁以加快冷却速度以及在压力下凝固结晶等，均可使铝铸件的气密性提高。也可用浸渗法堵塞泄露空隙来提高铸件的气密性。(5)铸造应力铸造应力包括热应力、相变应力及收缩应力三种。各种应力产生的原因不尽相同。①热应力热应力是由于铸件不同的几何形状相交处断面厚薄不均，冷却不一致引起的。在薄壁处形成压应力，导致在铸件中残留应力。②相变应力相变应力是由于某些铸铝合金在凝固后冷却过程中产生相变，随之带来体积尺寸变化。主要是铝铸件壁厚不均，不同部位在不同时间内发生相变所致。③收缩应力铝铸件收缩时受到铸型、型芯的阻碍而产生拉应力所致。这种应力是暂时的，铝铸件开箱是会自动消失。但开箱时间不当，则常常会造成热裂纹，特别是金属型浇注的铝合金往往在这种应力作用下容易产生热裂纹。铸铝合金件中的残留应力降低了合金的力学性能，影响铸件的加工精度。铝铸件中的残留应力可通过退火处理消除。合金因导热性好，冷却过程中无相变，只要铸件结构设计合理，铝铸件的残留应力一般较小。(6)吸气性铝合金易吸收气体，是铸造铝合金的主要特性。液态铝及铝合金的组分与炉料、有机物燃烧产物及铸型等所含水分发生反应而产生的氢气被铝液体吸收所致。铝合金熔液温度越高，吸收的氢也越多；在700℃时，每100g铝中氢的溶解度为0.5～0.9，温度升高到850℃时，氢的溶解度增加2～3倍。当含碱金属杂质时，氢在铝液中的溶解度显著增加。铸铝合金除熔炼时吸气外，在浇入铸型时也会产生吸气，进入铸型内的液态金属随温度下降，气体的溶解度下降，析出多余的气体，有一部分逸不出的气体留在铸件内形成气孔，这就是通常称的“针孔”。气体有时会与缩孔结合在一起，铝液中析出的气体留在缩孔内。若气泡受热产生的压力很大，则气孔表面光滑，孔的周围有一圈光亮层；若气泡产生的压力小，则孔内表面多皱纹，看上去如“苍蝇脚”，仔细观察又具有缩孔的特征。铸铝合金液中含氢量越高，铸件中产生的针孔也越多。铝铸件中针孔不仅降低了铸件的气密性、耐蚀性，还降低了合金的力学性能。要获得无气孔或少气孔的铝铸件，关键在于熔炼条件。若熔炼时添加覆盖剂保护，合金的吸气量大为减少。对铝熔液作精炼处理，可有效控制铝液中的含氢量。二、砂型铸造采用砂粒、粘土及其他辅助材料制成铸型的铸造方法称为砂型铸造。砂型的材料统称为造型材料。有色金属应用的砂型由砂子、粘土或其他粘结剂和水配制而成。铝铸件成型过程是金属与铸型相互作用的过程。铝合金液注入铸型后将热量传递给铸型，砂模铸型受到液体金属的热作用、机械作用、化学作用。因此要获得优质的铸件除严格掌握熔炼工艺外，还必须正确设计型（芯）砂的配比、造型及浇注等工艺。三、金属型铸造1、简介及工艺流程金属型铸造又称硬模铸造或永久型铸造，是将熔炼好的铝合金浇入金属型中获得铸件的方法，铝合金金属型铸造大多采用金属型芯，也可采用砂芯或壳芯等方法，与压力铸造相比，铝合金金属型使用寿命长。2、铸造优点(1)优点金属型冷却速度较快，铸件组织较致密，可进行热处理强化，力学性能比砂型铸造高15%左右。金属型铸造，铸件质量稳定，表面粗糙度优于砂型铸造，废品率低。劳动条件好，生产率高，工人易于掌握。(2)缺点金属型导热系数大，充型能力差。金属型本身无透气性。必须采取相应措施才能有效排气。金属型无退让性，易在凝固时产生裂纹和变形。3、金属型铸件常见缺陷及预防(1)针孔预防产生针孔的措施：严禁使用被污染的铸造铝合金材料、沾有有机化合物及被严重氧化腐蚀的材料。控制熔炼工艺，加强除气精炼。控制金属型涂料厚度，过厚易产生针孔。模具温度不宜太高，对铸件厚壁部位采用激冷措施，如镶铜块或浇水等。采用砂型时严格控制水分，尽量用干芯。(2)气孔预防气孔产生的措施：修改不合理的浇冒口系统，使液流平稳，避免气体卷入。模具与型芯应预先预热，后上涂料，结束后必须要烘透方可使用。设计模具与型芯应考虑足够的排气措施。(3)氧化夹渣预防氧化夹渣的措施：严格控制熔炼工艺，快速熔炼，减少氧化，除渣彻底。Al－Mg合金必须在覆盖剂下熔炼。熔炉、工具要清洁，不得有氧化物，并应预热，涂料涂后应烘干使用。设计的浇注系统必须有稳流、缓冲、撇渣能力。采用倾斜浇注系统，使液流稳定，不产生二次氧化。选用的涂料粘附力要强，浇注过程中不产生剥落而进入铸件中形成夹渣。(4)热裂预防产生热裂的措施：实际浇注系统时应避免局部过热，减少内应力。模具及型芯斜度必须保证在2°以上，浇冒口一经凝固即可抽芯开模，必要时可用砂芯代替金属型芯。控制涂料厚度，使铸件各部分冷却速度一致。根据铸件厚薄情况选择适当的模温。细化合金组织，提高热裂能力。改进铸件结构，消除尖角及壁厚突变，减少热裂倾向。(5)疏松预防产生疏松的措施：合理冒口设置，保证其凝固，且有补缩能力。适当调低金属型模具工作温度。控制涂层厚度，厚壁处减薄。调整金属型各部位冷却速度，使铸件厚壁处有较大的激冷能力。适当降低金属浇注温度。

铝合金铸造常见的问题有：气孔、裂纹、缩孔和缩松、冷隔。

气孔：

从气孔的形成原因、形成过程气孔缺陷可分为五种：侵入气孔、裹携气孔、析

出气孔、内生式反应气孔、外生式反应气孔。在铝合金铸件中最长见的为前三种气孔缺陷。

裂纹：

热裂纹的产生主要有两方面的原因：铸件的凝固方式和凝固过程中的铸造应力。

铸件具有较宽的凝固温度范围，合金呈糊状或者体积凝固方式，Al—Cu系合金即属于这一类。

缩孔和缩松

缩孔孔壁表面粗糙，形状不规则，通常出现在铸件最后凝固的位置和热节处。Al—Si系合金，在铸件补缩不足的部位形成管状集中缩孔。Al—Cu系合金的凝固温度区间较宽，在铸件补缩不足的部位易形成枝杈状缩孔。缩松是在凝固后期，凝固区的液相被枝晶分割成一个个孤立的小熔池，小熔池在凝固时体积收缩无法得到补偿而形成的。结晶温度范围宽的合金最容易形成缩松。Al—Cu系、Al—Mg系为固溶体型合金，容易形成晶界缩松。Al-Si系合金为共晶型合金，容易形成集中缩松。

冷隔

冷隔呈现裂纹状缝隙，但缝隙带有圆角的棱边。冷隔缺陷大部分是由流头凝固阻塞形成的。冷隔缺陷的解决措施主要为提高金属液的充型能力，包括提高浇注温度，提高模具温度，改善排气，优化浇注系统设计等。