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铸造铝排管时产生的裂纹问题分析

  一、存在的问题:

  在铸造生产铝排管的生产过程中成品率并不高,其主要原因是通常出现一些裂纹的缺陷。铝排规格(断面)较多,其中较易出现裂纹的是为500×160mm。裂纹严重破坏了铝排组织的连续性,使得产品机械的性能大大减低,造成废品。因此,铝排裂纹的缺陷是困扰铸造车间的一大难题。

  二、裂纹的种类及形态:

  根据产生的时段不同,可将裂纹分为热裂纹和冷裂纹两种。在凝固过程之中发生的裂纹称之为热裂纹;在凝固后的冷却过程中产生的裂纹称为冷裂纹。这两种裂纹的特征有显明不同,热裂纹多沿着晶界曲折发展而不规则,常出现分枝,表面略呈现氧化色;冷裂纹常呈穿晶式裂纹,多呈为直线扩展并且较为规则,裂纹表面较光洁。实际生产中出现的裂纹,有时既具有热裂纹的特征又具有冷裂纹的特征,这是由于铸锭先热裂而后发展成冷裂所致,我们称之为综合性裂纹。

  实践中发现铝排管的裂纹以综合性裂纹和热裂纹为主,单纯的冷裂纹很少。因此,防止热裂纹的产生相当重要。

  四、铸造应力分析:

  铸锭热应力与温度差、收缩率、弹性模量及线收缩系数等因素有关。对于一定的合金而言,热应力只与铸锭各部分之间的温度梯度有关。在整个铸造过程中,铸锭断面的温度梯度是不断变化的,热应力也随之变化。在浇注速度预定时,铸锭在拉出结晶器后,外层受到二次水冷作用而强烈收缩,但此时内层温度高,收缩量小,妨碍外层收缩并使之受拉应力,内层则受压应力;经过一段时间后,铸锭的外部温度已降得很低,冷却速度变小,而中部温度高、冷却速度大、收缩量大,受到外部的妨碍而产生拉应力,外部则受压应力。在以上两个过程中,如果拉伸应力大于金属的强度限度就会产生裂纹。

  在浇注铝排管速度预定的情况下,适当减低浇注温度,可以减低温度梯度,从而达到减小热应力、防止裂纹出现的目的。

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