Трещина в алюминиевом литье — это дефект, наносящий значительный ущерб, поскольку он нарушает целостность металлической структуры. В ходе последующих процессов экструзии или каландрирования трещину невозможно сжать. Поэтому слиток с трещинами при контроле качества считается абсолютно непригодным для дальнейшего использования. Наличие литейных трещин серьезно сказывается на эффективности производства и экономической выгоде предприятий по переработке алюминия. Поэтому необходимо систематически анализировать и изучать их, принимать эффективные меры по ремонту алюминиевых отливок в производстве, чтобы сократить количество дефектов в виде трещин и повысить выход готовых слитков.
Классификация трещин в отливках
В зависимости от механизма образования трещины в отливках обычно подразделяются на горячие и холодные.
Горячие трещины — это трещины, образующиеся в зоне эффективной кристаллизации. На примере круглых слитков макроскопическими проявлениями таких трещин являются поверхностные трещины, центральные трещины, кольцевые трещины, радиальные трещины, трещины в литниковых каналах и т. д.
Под холодными трещинами понимаются трещины, образующиеся при температуре ниже температуры тусклая плавления сплава, причем большинство из них возникает при температуре около 200 °C. Боковые трещины, трещины на дне и расколы в основном относятся к категории холодных трещин.
Механизм образования трещин в литьевых изделиях
Холодные трещины часто возникают в растянутых участках отливок. К холодным трещинам особенно подвержены отливки с большими перепадами толщины стенок и сложной формой, особенно крупные и тонкие отливки. Все факторы, которые могут увеличить напряжение в отливке, снизить её прочность и пластичность, способствуют образованию холодных трещин.
Термическое растрескивание — распространённый дефект литья, который трудно полностью устранить. За исключением сплава Al-Si, он встречается практически во всех промышленных деформируемых алюминиевых сплавах. Механизм образования термических трещин в основном включает теорию прочности, теорию жидкой плёнки и теорию образования трещин. Среди них теория прочности носит общий характер. Основываясь на результатах исследований высокотемпературных механических свойств сплава, считается, что все сплавы имеют “диапазон температур хрупкости”, характеризующийся крайне низкой прочностью и крайне низким удлинением в зоне твердого и жидкого состояний выше температуры солидуса. Когда сплав охлаждается в этом диапазоне, если напряжение, вызванное усадкой, превышает прочность металла в этот момент, либо деформация, вызванная напряжением, превышает пластичность металла, это приводит к образованию горячих трещин.
В процессе производства, как правило, не возникают ни чисто горячие, ни чисто холодные трещины. В большинстве случаев сначала образуются горячие трещины, которые затем в процессе охлаждения перерастают в холодные.
Ремонт литых алюминиевых деталей
Факторы, влияющие на образование трещин в отливках, в основном связаны с качеством расплава, литейным оборудованием, условиями литейного процесса и структурой зерна. Поэтому можно принять соответствующие меры по этим четырём направлениям, чтобы предотвратить появление трещин в отливках.
Снизить содержание примесей
Оптимизация химического состава позволяет улучшить формуемость сплава и снизить вероятность растрескивания слитка. При высоком содержании примесей искажение решетки в структуре сплава усиливается, внутреннее напряжение возрастает, а способность сопротивляться пластической деформации значительно снижается, в результате чего сплав становится склонным к растрескиванию.
Снизить содержание газа и включений
При плавке алюминия и алюминиевых сплавов печные газы и воздух должны вступать во взаимодействие с расплавленным алюминием на границе раздела фаз, что приводит к таким процессам, как соединение, разложение, растворение и диффузия. Алюминий окисляется и поглощает газ.
Поскольку доля водорода (H₂) в газе, поглощаемом расплавом, составляет более 85%, а растворимость водорода в расплаве снижается с понижением температуры. При кристаллизации и затвердевании расплава происходит выделение большого количества газа, в результате чего в слитке образуются поры. Включения и поры могут ослаблять связи между зернами, вызывая концентрацию напряжений, снижая пластичность и прочность слитка, что приводит к образованию литейных трещин.
Ремонт литых алюминиевых деталей
Технологии AdTech позволяют устранить трещины в алюминиевых сплавах. Эти онлайновая установка дегазации и Блок фильтрации CFF Разработанные компанией AdTech для ремонта литых алюминиевых изделий, эти технологии позволяют снизить пористость и уменьшить количество трещин в алюминиевых сплавах.
