尽管铝铸件生产中焊合现象的危害非常严重,但对这种现象的研究还很少,直到近,一些研究者才对焊合现象进行了一些试验研究。通过研究,人们发现在模具与焊合的铝合金间存在着金属间化合物层,并且大多数研究者都认为,该金属间化合物层是导致焊合发生的直接原因;较高的压铝铸件操作温度易于使焊合发生,模具表面温度较高的局部热节点及充型速度较高处易于发生焊合;不同的铝合金呈现出不同的焊合倾向性,几种铝合金与模具形成焊合的倾向性由弱到强的顺序是:共晶Al-Si合金,Al-Si-Cu合金,亚共晶Al-Si合金,Al-Mg合金,纯Al。合金的含铁量是影响焊合发生的重要元素,合金的含铁量从0.8%增加到1.1%时,合金的抗焊合能力增加;模具表面改质处理能提高其抗焊合的能力;模具表面的粗糙度越大,焊合越易于发生。从上述试验结果可以看出,目前,人们对焊合现象的认识还仅停留在感性认识阶段,还缺乏深入的理论研究。因而,在压铸生产中,不能及时地采取、地手段从根本上来防止这一现象的发生,使焊合问题成为困扰当今铝合金压铸生产的主要问题之一。
铸铝件通常是由铝锭重熔后进行生产,而这些铝锭首先是由铸造车间所提供的液体金属料配上调好合金成分的废料所构成的铝。当然应该优先考虑采用新的铝锭,减少含铁量及夹杂物以铝铸件有高的品质。但是全部采用新的铝锭所生产的铸件,按当前估计只会占到总量的14%,而86%的铝铸件由铝浇注。但是由于市场的扩大,几乎不可能依靠铝来供应。
压铸型内表面的温度除受浇注温度的影响外,还要受到压铸型结构和冷却条件的影响,如果压铸型的冷却系统布置不合理,使得压铸型工作温度过高,或压铸型冷却不均匀,或其结构设计不合理、表面存在局部热节点,使压铸型在此处的温度接近临界温度时,焊合极易发生。
防止措施
适当降低金属液温度,对模具进行预热并使模具温度均衡,开模不能太早;型腔表面应光滑,减小局部流动受阻,这都有利于避免热裂纹。防止冷裂纹主要是从铸件结构上考虑,在铝铸件的面与面、线与线交接处,尽量使用圆弧过渡,避免零件内部应力集中;此外原材料中铁超标,也容易造成裂纹,应严把原材料质量关。
缺陷特征
压铝铸件上出现裂缝,严重时表现为零件开裂。存在裂纹的铝铸件一般为废品。铝铸件上的裂纹分为热裂和冷裂两种。热裂是在较高温度下,即在成形过程中形成的,在裂纹的两侧有氧化现象,颜色稍深些。而冷裂是在铸件冷凝后发生的,裂纹处侧面的颜色与铸件本体无区别。
产生原因
热裂产生的原因是由于金属液温度过高,凝固时间不足,开模太早,或收缩受阻和模具温度不均衡造成的,也有因模具拨模斜度偏小,零件拉伤形成裂纹。而冷裂是在常温下,由于零件内应力较大而产生的裂纹。