Ⅰ 铝合金淬火变形,开裂的原因有哪些
铝合金在高温下很柔软,极易造成变形,大的内应力会造成开裂,常用淬清水方法来消除。对于大锻件和形状复杂的铸件其淬火(固溶)应力特别明显,操作时要特别小心。
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。
Ⅱ 铝合金冷裂的影素压铸工件有裂纹是什么原因
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。
Ⅲ 铝合金在什么情况下会产生裂纹
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!
Ⅳ 铝合金模具产生龟裂的原因有哪些
答:
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...
Ⅳ 铝合金压铸件裂纹是什么原因
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)留模时间过长;(7)顶出时受力不均等。
Ⅵ 铝型材产生挤压裂纹的具体原因有哪些
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。
Ⅶ 铝合金铸造过程中产生热裂纹的原因及其影响,通俗点的解释,谢谢!
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;
Ⅷ 铝材表面裂纹产生原因及措施
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。
Ⅸ 铸造铝合金的热处理裂纹造成的原因是什么
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。
Ⅹ 铸造铝合金会产生哪些缺陷或质量问题
铝铸件常见缺陷及整改办法1、欠铸(浇不足、轮廓不清、边角残缺):形成原因: (1)铝液流动性不强,液中含气量高,氧化皮较多。(2)浇铸系统不良原因。内浇口截面太小。(3)排气条件不良原因。排气不畅,涂料过多,模温过高导致型腔内气压高使气体不易排出。防止办法:(1)提高铝液流动性,尤其是精炼和扒渣。适当提高浇温和模温。提高浇铸速度。改进铸件结构,调整厚度余量,设辅助筋通道等。(2)增大内浇口截面积。(3)改善排气条件,增设液流槽和排气线,深凹型腔处开设排气塞。使涂料薄而均匀,并待干燥后再合模。2、裂纹:特征:毛坯被破坏或断开,形成细长裂缝,呈不规则线状,有穿透和不穿透二种,在外力作用下呈发展趋势。冷、热裂的区别:冷裂缝处金属未被氧化,热裂缝处被氧化。形成原因:(1)铸件结构欠合理,收缩受阻铸造圆角太小。(2)顶出装置发生偏斜,受力不匀。 (3)模温过低或过高,严重拉伤而开裂。(4)合金中有害元素超标,伸长率下降。防止方法:(1)改进铸件结构,减小壁厚差,增大圆角和圆弧R,设置工艺筋使截面变化平缓。(2)修正模具。(3)调整模温到工作温度,去除倒斜度和不平整现象,避免拉裂。(4)控制好铝涂成份,成其是有害元素成份。3、冷隔:特征:液流对接或搭接处有痕迹,其交接边缘圆滑,在外力作用下有继续发展趋势。形成原因:(1)液流流动性差。(2)液流分股填充融合不良或流程太长。 (3)填充温充太低或排气不良。(4)充型压力不足。防止方法:(1)适当提高铝液温度和模具温度,检查调整合金成份。(2)使充填充分,合理布置溢流槽。(3)提高浇铸速度,改善排气。(4)增大充型压力。