热裂是指压铸件凝固后期出现的缺陷性裂纹。其特征是弯曲的裂纹，断口表面不规则。它是最常见的缺陷之一。 铸造缺陷 用于可锻铸铁和钢铸件以及一些轻合金铸件。
尽管收缩是导致缺陷的主要因素，但其他一些因素也对其出现有显著影响。这些物理和机械原因会造成表面甚至内部的撕裂。因此，为了正确诊断此类缺陷，有必要审查所有相关因素。
本文简要论述了压铸过程中热裂纹的特点、类型、产生原因、影响及补救措施。
热裂纹的特征
热裂纹的长度、颜色、形状和深度可能有所不同。但它们大多具有以下特征：
- 氧化颜色，无金属光泽。
- 不规则、不均匀、曲折/撕裂的形状。
- 开口较宽，内部逐渐变窄。
- 沿晶粒边界开始并扩展。
- 裂缝可能贯穿整个铸件。
- 树枝状晶体常常影响横截面。
- 内部裂缝没有延伸至表面。
通过观察断裂模式和撕裂特征，可以区分热裂纹和冷裂纹。钢或铁铸件的撕裂表面通常呈黑色，而 铝压铸件 有灰色的泪水。
热裂纹的类型
根据铸件热裂纹或热裂纹出现的位置，缺陷可分为以下几种类型：
- 外部裂缝：铸件表面可见的裂纹为外部裂纹。它们主要出现在角部或边缘、厚度变化剧烈的部位以及变质过程较慢的部位。外部裂纹可能分布在晶界处。
- 内部裂缝：铸件内部形成裂纹，需要更复杂的检测方法才能发现。在最终凝固阶段，可能会出现高度不规则的内部撕裂。
热裂纹的原因
导致热裂或热裂纹形成的理论和实践原因有多种，其中最显著的是：
- 内部张力： 模具凝固时间过长会导致内部张力增加，从而导致裂纹。当模具容纳熔融但正在凝固的铸件时，收缩失效会加剧张力。
- 尖角： 如果内角最后凝固，该点的温度会比其他平坦点高。结构会因为这个锋利的边缘而变得脆弱，最终导致裂缝。
- 收缩孔隙率: 温度过高，导致靠近表面的点无法均匀固化，从而形成缩孔。这是压铸过程中常见的错误，会导致表面开裂或外部撕裂。
- 热控制： 热控制不应影响铸件的保压时间，尤其对于薄壁试样而言。冷却不良会导致过度收缩，从而导致热裂纹。
- 模具运动： 微小的模具偏移很难察觉，但在模具分离时会发生。多种因素，无论是单独还是共同作用，都可能因拖拽力不当而引发裂纹。
- 弹射不均匀： 顶出铸件时，顶出系统如果出现拖拽或卡滞问题，可能会导致铸件发生扭曲。这会导致顶出不均匀，从而导致上表面或非侧面出现裂纹。
- 流动模式： 流纹铸造工艺可能会产生薄氧化层作为表面缺陷，多发生在 铝合金。该层阻碍了凝固过程，从而导致裂缝。
- 不正确的比例： 微量合金成分的配比范围不正确会导致凝固不均匀。过量的变质剂也会导致同样的效果，从而导致铸造过程中出现热裂。
- 过度变异： 为了达到预期效果，压铸工艺中通常会采用一些变化。然而，过度变形可能会因某些原因在铸件中形成热裂纹。
易发生热裂纹的部位
收缩应力会集中在铸件的特定区域（如下图所示）。这些区域在生产过程中大多会出现热裂纹。
- 壁厚不均匀
- 小内角
- 线性收缩较大
- 搭接关节分叉
- 更大或更小的立管
铸造热裂纹的影响
这些凝固裂纹会对一些顶级铸造要求产生负面影响，包括：
- 审美不佳： 外部热裂纹会严重影响铸件的整体美观度。在某些行业中，表面缺陷可能会降低甚至丧失其价值。
- 强度受损： 铸件中的热裂纹通常会造成严重的结构完整性问题。受影响的部分很容易在剪切或扭矩作用下失效，这会影响其大规模的可用性。
- 密封不当： 薄壁上的裂纹对于特定用途的密封保护作用微乎其微。严重的泄漏会导致液压或汽车铸件变得毫无价值。
- 增加浪费： 分叉或分支状的断裂会导致压铸件彻底损坏，不仅会增加生产成本，还会造成额外的金属浪费。
预防热泪
有多种机械和冶金措施可以避免压铸过程中出现热裂。但是，采取以下预防措施可以显著降低热裂的可能性。
1. 改进的铸造模具设计改进，例如提供均匀的壁厚和避免尖角，可以减少铸件中可能形成热裂纹的应力集中。
2. 优质合金熔炼 –脱气或精炼等机械工艺可以排除氧化物或气体。控制有害杂质可以减少裂纹。
3. 正确的铸造工艺精确的测量可以启动并维持适当的冷却和随后的凝固，从而减少裂缝。它主要包括：
- 将铸件从模具中取出所需的最短停留或保持时间。
- 适当设计的热控制不会对停留时间产生影响。
4. 适当的合金成分 –铁（Fe）、铜（Cu）和硅（Si）应该处于铝合金的完美范围内，无需过多的改性剂。
5. 放慢进程仔细观察可以防止裂缝的形成。减缓这一过程通常有助于发现异常情况。
6. 立即修复措施对较热的部位施加压力可以逆转这种影响。加热周围的冷点也可能加快恢复。
铸件不可能始终保持无裂纹。然而，预防措施可以有效控制此类缺陷。然而，实际效果取决于所选合金和所用模具。
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