主题：【第十一届原创】浅谈铝合金在压铸工艺中裂纹发生的原因

        铝合金制品，以其重量轻，强度高的特点，达到运输车辆、航空、天，小到服装配饰，得到了广泛的运用。但是在铝合金产品制造时，裂纹又是一个广泛存在的问题。裂纹将严重影响铝件强度，如在生产中未及时发现，可导致批量性问题，造成很大的经济损失。本文就铝合金在压铸工艺时发生的裂纹现象，根据自己的从业经验，分析裂纹原因，及预防的方法。
      在压铸过程中，常出现的裂纹有三种：

一、组织缺陷裂纹。由于铝合金组织中包含过多的氧化物、杂质等，造成自身强度减弱，且氧化物等收缩特性与铝合金不同，铝液凝固收缩时出现应力集中，在氧化物、杂质等周边与铝合金形成裂隙。这种裂纹在实际生产中发生概率相对极低，原因是，只要严格遵循铝合金精炼除渣工艺，完全可以杜绝组织缺陷裂纹现象。

典型精炼模式如下：

注：很多铝合金焊接后，形成的内部缺陷裂纹均属于这个类型的裂纹，铝本身属于易吸气金属，温度比630℃越高，吸收空气中氢气越多，此不再赘述。
二、热裂纹。热裂纹是铝合金件在热缩阶段，裂纹部位集中承受收缩应力造成。其原因大致有：

总的来说，热裂纹还是由于铝合金在由高温向低温变化速度过快时，局部承受过大收缩力造成，高铜及杂质多的合金由于温度下降缓慢，延长开模时间，有助于降低裂纹产生的风险。通过实践证明，在壁厚转薄部位增加R角；延长开模时间；控制模具温度能有效降低裂纹发生风险。在产品开发初期，针对壁厚不均的产品，应提前与顾客协商沟通，并考虑集热造成裂纹风险，在开发初期进行有效规避。
三、冷裂纹。冷裂纹是铝合金件在开模/脱模时，局部承受过大拉力造成。其原因大致有：
a、拔模斜度过小，铝合金件承受脱模拉力过大；
b、开模时间过晚，铝件冷却后与模具抱紧力过大；
c、模具上有凹陷或凸出部位，造成铝件承受脱模拉力过大；
d、模具粘铝，造成表面粗糙度过大，铝件承受脱模力过大。
冷裂纹基本是在铝件脱模时，由于受脱模力过大，局部形成裂纹，表面可见明显拉磨痕迹。控制方法是及时检查模具表面，清理粘铝及氧化层，保持模具具有良好的脱模能力，可有效避免冷裂纹的发生。

结语：上述三种铝合金压铸的裂纹方式，其实都是局部承受作用力过大造成，故大家平常讲的铝合金强度高，是整体受力强度高，而针对壁厚有厚转薄部位，由于受力集中，反而会降低零件整体强度，且这些裂纹在本体或材料截取试样做力学性能分析时，都不具有复制性（裂纹通常发生在表面或厚薄不均部位，几乎不可能在裂纹发生部位截取到试样），无法通过力学测试进行发现。故在做铝件开发时，应充分考虑此问题，当无法避免需承受较高外力的壁厚，出现急剧变化时，应通过R角及圆弧过渡等进行改善。平时生产时，密切关注过程变化，当发现有严重粘模、拉模时应及时修复，严格按工艺控制模具及材料温度等，可有效防止裂纹发生。