6082鋁合金扁鑄錠鋸切裂紋產生的原因分析

摘 要：文章主要研究6082鋁橫向壓扁鑄錠在快速冷卻中產生不均衡，在進行鑄錠鋸切時產生了裂紋，通過分析裂紋產生的各種因素，我們主要分析鑄件結構、工藝參數、模具溫度等主要因素，確定這些因素的影響程度和后果，為了解決這些問題，消除這些影響因素對鑄件的影響，我們提出了相應的解決措施，防止后續處理時合金鑄錠鋸切裂紋的產生，從而提高企業的經濟效益。

關鍵詞：均火；鋁合金；裂紋

鋁型材表面裂紋的產生有多種原因，主要有以下一些情況：在擠壓受到拉應力作用時，在表面不同程度的形成一些橫向撕裂紋；另外由于金屬表面的摩擦使得金屬表層受到應力作用，這個應力過大時超過了金屬本身能夠承受的附加應力導致裂紋的產生；第三種情況就是在擠壓過程中溫度過高，此時就會產生表層抗拉強度下降的現象，此時在摩擦力的作用下產生裂紋；還有當擠壓的速度過大時，也會產生裂紋。因此解決以上問題，保證鋁合金品質，就需要保證合理的出口速度和出口溫度，嚴格控制擠壓工藝參數。

1 6082鋁合金化學成分

鋁合金是以鋁為基的合金總稱。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。鋁合金密度低，但強度比較高，接近或超過優質鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性，工業上廣泛使用，使用量僅次于鋼。用6082鋁合金255毫米×1500毫米規格產品，橫向壓扁鑄錠時注意火候的掌握，不采用均火，其化學成分見表1。在使用該材料初期多次切割都發生了鋸切裂紋，通過實驗發現在均火爐加熱后，鋸切裂紋就減少很多，達到了抑制鋸切裂紋廢品的目的。因此不經均火處理的方法，能夠成功解決合金鑄錠鋸切裂紋的問題。

表1 6082鋁合金化學成分

2 鋁合金扁錠表面裂紋的原因

鋁合金扁錠鑄造表面裂紋是一個比較普遍缺陷問題。鋁合金半連續鑄造過程中出現的表面裂紋問題應該考慮諸多因素，鋁型材裂紋是在型材擠壓時受到拉應力作用而在表面形成程度不同的金屬橫向撕裂現象。主要原因有：

2.1 由于摩擦力的原因使金屬表層受到附加拉應力的作用，當附加拉應力大于表層金屬抗拉強度時就會產生裂紋。

2.2 擠壓溫度過高，金屬表層抗拉強度下降，在摩擦力作用下產生裂紋。

2.3 擠壓速度過快時，金屬表層所受的附加拉應力增加使型材產生裂紋。因此要解決此類問題就要嚴格控制擠壓工藝參數以保證合理的出口速度和出口溫度。

3 鋁合金扁錠表面裂紋的解決辦法

由于每一種缺陷的產生原因來自多個不同的影響因素，因此在實際生產中要解決問題，建議按難易程度，先簡后復雜去處理，其次序：清理分型面，清理型腔，清理頂桿；改善涂料、改善噴涂工藝；增大鎖模力，增加澆注金屬量。這些靠簡單操作即可實施的措施。調整工藝參數、壓射力、壓射速度、充型時間、開模時間，澆注溫度、模具溫度等。換料，選擇質優的鋁合金錠，改變新料與回爐料的比例，改進熔煉工藝。修改模具，修改澆注系統，增加內澆口，增設溢流槽、排氣槽等。例如壓鑄件產生飛邊的原因有：壓鑄機問題：鎖模力調整不對。工藝問題：壓射速度過高，形成壓力沖擊峰過高。模具問題：變形，分型面上雜物，鑲塊、滑塊有磨損不平齊，模板強度不夠。解決飛邊的措施順序：清理分型面→提高鎖模力→調整工藝參數→修復模具磨損部位→提高模具剛度。從易到難，每做一步改進，先檢驗其效果，不行再進行第二步。低壓鑄造的模具溫度決定合金液的凝固方式，并直接影響鑄件的內部和表面狀況，是鑄件產生尺寸偏差及變形等諸多缺陷的主要原因之一，同時對生產率也有很大的影響。模具溫度隨著鑄件重量、壓鑄周期、壓鑄溫度及模具冷卻方式等的變化而改變。

3.1 消除裂紋的方法

對擠壓模具進行表面改性強硬化處理，提高紅硬性、耐磨性和抗擦傷能力；對擠壓生產來說，擠壓溫度是最基本的且最關鍵的工藝因素。擠壓溫度對產品質量、生產效率、模具壽命、能量消耗等都產生很大影響。擠壓最重要的問題是金屬溫度的控制，從鑄錠開始加熱到擠壓型材的淬火都要保證可溶解的相組織不從固溶中析出或呈現小顆粒的彌散析出。擠壓過程中必須認真控制擠壓速度。

3.2 控制熔體中非金屬夾雜物的含量

鋁合金中非金屬夾雜物主要包括金屬中氧化物、氮化物、硫化物等，這些物質破壞了鋁合金的基體的連續性，使得金屬組織產生不均勻性，改變了鋁合金的力學性質，往往對于其塑性、韌性和疲勞強度都有很大的影響。隨著對鋁合金性能要求的提高，我們要求鋁合金中非金屬實雜物盡量少。鋁合金液化夾雜物一部分來源于爐料，而大部分則是在熔化和澆注過程中形成的。鋁液中非金屬夾雜物主要是氧化物。夾雜物在鋁恢澆注前稱為一次氧化夾雜，一次夾雜物往往成為零件的裂紋源。另一類夾雜是指紉小的、彌敬的夾雜。這類夾雜既使經過仔細桔煉也不能全去除，它使金屆波粘度增大，降低凝固時鋁液的補縮能力，易造成鑄件的明顯微紹孔。后一類氧化夾雜物披成長的晶粒推向晶界，阻礙了晶航長大，細化了晶粒。后一類夾雜細小，比較均勻地分布在整個鑄件內，使鑄件備部位的力學性能降低。

4 結束語

鋁合金扁錠表面裂紋是熔鑄過程中常見缺陷之一，分析產生的原因和解決措施，在鑄造過程中都應加以重視，合金成分、雜質的控制問題以及工藝的設定都需要根據不同環境加以研究分析，做出準確的判斷。

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