老鑄造師傅自述：每次生產(chǎn)鑄件前總是滿(mǎn)懷期待，希望能夠一次成型，減少廢品率，因為夏天氣溫太高，鐵水降溫的速度就會(huì )減慢。在酷熱的夏季電機試驗平臺鑄件的，操作起來(lái)真是往往會(huì )事與愿違，生產(chǎn)的鑄件會(huì )出現裂紋，甚至開(kāi)裂，讓不少鑄造人嘆息，那鑄件熱裂紋是怎樣形成的呢？又該怎樣防止呢？

 

     熱裂的外形是彎彎曲曲的，斷口很不規則呈藕斷絲連狀，而且表面較寬，越到里面越窄，屬熱裂其機理是：鋼水注入型腔后開(kāi)始冷裂，當結晶骨架已經(jīng)形成并開(kāi)始線(xiàn)收縮后，由于此時(shí)內部鋼水并未凝固成固態(tài)使收縮受阻，鑄件中就會(huì )產(chǎn)生應力或塑性變形，當它們超過(guò)在此高溫下的材質(zhì)強度時(shí)，鑄件就會(huì )開(kāi)裂。熱裂紋的形貌和特征。

 

     熱裂紋又可分為外裂紋和內裂紋。在鑄件表面可以看到的熱裂紋稱(chēng)為外裂紋。外裂紋常產(chǎn)生在鑄件的拐角處、截面厚度急劇變化處或局部疑固緩慢處、容易產(chǎn)生應力集中的地方。其特征是表面寬內部窄，呈撕裂狀。有時(shí)斷口會(huì )貫穿整個(gè)鑄件斷面。熱裂紋的另一特征是裂紋沿晶粒邊界分布。內裂紋一般發(fā)生在鑄件內部凝固的部位裂紋形狀很不規則，斷面常伴有樹(shù)枝晶，通常情況下，內裂紋不會(huì )延伸到鑄件表面。

 

    熱裂紋形成的原因

 

   形成熱裂紋的理論原因和實(shí)際原因很多，但根本原因是鑄件的凝固方式和凝固時(shí)期鑄件的熱應力和收縮應力。液體金屬澆入到鑄型后，熱量散失主要是通過(guò)型壁，所以，凝固總是從鑄件表面開(kāi)始。當凝固后期出現大量的枝晶并搭接成完整的骨架時(shí)，固態(tài)收縮開(kāi)始產(chǎn)生。但此時(shí)枝晶之間還存在一層尚未凝固舶液體金屬薄膜（液膜），如果鑄件收縮不受任何阻礙，那么枝晶骨架可以自由收縮，不受力的作用。當枝晶骨架的收縮受到砂型或砂芯等的阻礙時(shí)，不能自由收縮就會(huì )產(chǎn)生拉應力。當拉應力超過(guò)其材料強度時(shí)，枝晶之間就會(huì )產(chǎn)生開(kāi)裂。如果枝晶骨架被拉開(kāi)的速度很慢，而且被拉開(kāi)部分周?chē)凶銐虻慕饘僖杭皶r(shí)流入拉裂處并補充，那么鑄件不會(huì )產(chǎn)生熱裂紋。相反，如果開(kāi)裂處得不到金屬液的補充，鑄件就會(huì )出現熱裂紋。

 

   由此可知，寬凝固溫度范圍，糊狀或海綿網(wǎng)絡(luò )狀凝固方式的合金容易產(chǎn)生熱裂。隨著(zhù)凝固溫度范圍的變窄，合金的熱裂傾向變小，恒溫凝固的共晶成分的合金不容易形成熱裂。熱裂形成于鑄件凝固時(shí)期，但并不意味著(zhù)鑄件凝固時(shí)必然產(chǎn)生熱裂。主要取決于鑄件凝固時(shí)期的熱應力和收縮應力。鑄件凝固區域固相晶粒骨架中的熱應力，易使鑄件產(chǎn)生熱裂或皮下熱裂；外部阻礙因素造成的收縮應力，則是鑄件產(chǎn)生熱裂的主要條件。處于凝固狀態(tài)的鑄件外殼，其線(xiàn)收縮受到砂芯、型砂、鑄件表面同砂型表面摩擦力等外部因素阻礙，外殼中就會(huì )有收縮應力（拉應力），鑄件熱節，特別是熱節處尖角所形成的外殼較薄，就成為收縮應力集中的地方，鑄件容易在這些地方產(chǎn)生熱裂。

 

   熱裂紋產(chǎn)生的原因體現在工藝和鑄件結構方面其中有：鑄件壁厚不均勻，內角太??；搭接部位分叉太多，鑄件外框、肋板等阻礙鑄件正常收縮；澆冒口系統阻礙鑄件正常收縮，如澆冒口靠近箱帶或澆冒口之間型砂強度很高，限制了鑄件的自由收縮；冒口太小或太大；合金線(xiàn)收縮率太大；合金中低熔點(diǎn)相形成元素超標，鑄鋼鑄鐵中硫、磷含量高；鑄件開(kāi)箱落砂過(guò)早，冷卻過(guò)快。

 

如何防止熱裂紋發(fā)生

 

1.鑄件結構壁厚力求均勻，轉角處應作出過(guò)渡圓角，減少應力集中現象。輪類(lèi)鑄件的輪輻時(shí)可做成彎曲狀。

 

2.提高合金材料的熔煉質(zhì)量

 

采用精煉和除氣工藝去除金屬液中的氧化夾雜和氣體等?？刂齐s質(zhì)的含量，采用合理的熔煉工藝，防止產(chǎn)生冷裂紋。

 

3、采用正確的鑄造工藝措施

使鑄件實(shí)現同時(shí)凝固不利于防止熱裂紋，合理設置澆冒口的位置和尺寸，使鑄件各部分的冷卻速度盡量均勻一致，減少裂紋傾向。

 

4、時(shí)效熱處理

鑄造應力大的鑄件應及時(shí)進(jìn)行時(shí)效熱處理，避免過(guò)大的殘余應力使鑄件產(chǎn)生裂紋。時(shí)，鑄件在切割澆冒口或焊補后，還要進(jìn)行一次時(shí)效熱處理。

 

    只要能掌控好好上面的幾點(diǎn)，希望鑄造師傅們能夠鑄造出的，沒(méi)有缺陷的汽車(chē)試驗鐵底板板鑄件來(lái)，為需要的客戶(hù)們做好準備。