铝合金锻件折迭与裂纹的控制

模锻件锻造折叠问题的若干方面论述对于易受循环应力影响的各种零件，为了进一步提高其抗蠕变、抗疲劳性能、刚性、塑性、强度，降低零件的自身重量，一般选择锻件为零件提供毛坯。

在模锻件的生产过程中，受到各种因素的影响，时常会发生各类不同程度的缺陷问题，其中最为常见的是锻造折叠问题。

锻造折叠发生的主要原因在于，模锻件锻造过程中过氧化表层的金属相互汇合，且其折叠的深度通常存在一定的差异。

如果折叠缺陷发生在机加工面且深度较浅，则可以利用切削加工进行处理；如果折叠缺陷发生在非加工面上且深度较大，则其会对于零件的性能产生十分严重的影响，因而属于一种必须要避免的锻造缺陷。

裂纹表象和锻造折叠现象的表现较为相似，但其性质存在较大的差异，折叠属于非扩展性缺陷的一种，而裂纹则属于扩展性缺陷的一种。

1毛刺进入锻件造成的折叠毛刺进入模锻件所导致的折叠现象主要发生在有热校正工序以及多火次成型的模锻件生产制造过程中。

模锻件前一火次成型处理完成后，需要在切边模上进行切边处理，因为凸凹模间存在一定的间隙，切边处理过程中会产生沿剪切方向立起的毛刺。

在下一火次成型处理过程中，带毛刺的模锻件需要置于前一火次相同的型腔内。

这一毛刺冷却方法具有硬度高、温度低、速度快等特征，但模锻件自身的强度较低、温度较高且体积更大。

在对击上下模时，毛刺受到上模作用的影响会进入锻件内部，且毛刺并不会被挤压变小、变形。

在本体和毛刺的交接部位会产生折叠现象。

热校正过程中会产生与多火次成型相同的情况，折叠位置通常分布在分模面上，沿分模线环绕一周，并出现“裂纹”状的形态。

这一现象的处理方法包括：提高模具的生产质量以及制造工艺水平，从而保证一火完全成型，避免热校正工序，也就是不在对模锻件进行型腔二次处理。

然而，在其生产制造过程中需要对工人操作、产品质量、生产率、成本、工艺和设备等环节进行综合考虑，对于所有的终锻型腔，均有可能使用到热校正、预锻和制坯等环节。

另一制造手段在于，在锻件再次置入型腔前，需要将其模线附近的毛刺完全修磨掉，但是，这一处理技术的生产效率较低，且操作成本较高，会降低产品生产质量的稳定性，大大增加工人的工作量和工作强度。

1锻造概述1.1锻造利用冲击力或静压力使加热后的坯料在锻压设备上、下砧之间产生塑性变形，以获得所需尺寸、形状和质量的锻件加工方法称为锻造。

常用的锻造方法为自由锻、模锻、胎模锻。

1.2自由锻利用冲击力或静压力使经过加热的金属在锻压设备的上、下砧间向四周自由流动产生塑性变形，获得所需锻件的加工方法称为自由锻。

自由锻分为手工锻造和机器锻造两种。

手工锻造只能生产小型锻件，机器锻造是自由锻。

1.3锻造特点1.3.1自由锻造所用工具和设备简单，通用性好，成本低。

同铸造毛坯相比，自由锻消除了缩孔、缩松、气孔等缺陷，使毛坯具有更高的力学性能。

锻件形状简单，操作灵活。

1.3.2锻件和铸件相比锻件的优点1.3.2.1金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。

铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。

1.3.2.2铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。

此外，锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件，都是铸件所无法比拟的。

1.3.2.3锻件是金属被施加压力，通过塑性变形塑造要求的形状或合适的压缩力的物件。

这种力量典型的通过使用铁锤或压力来实现。

铸件过程建造了精致的颗粒结构，并改进了金属的物理属性。

在零部件的现实使用中，一个正确的设计能使颗粒流在主压力的方向。

铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经落砂、清理和后处理等，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件。

因此，它在重型机器及重要零件的制造上有特别重要的意义。

1.4应用领域自由锻造是靠人工操作来控制锻件的形状和尺寸的，所以锻件精度低，加工余量大，劳动强度大，生产率也不高，因此它主要应用于单件、小批量生产。

铝合金锻件公差引言铝合金锻件是一种常见的金属零件，具有优秀的强度和轻量化特性，在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。

由于制造过程中的各种因素，锻件的尺寸、形状和位置可能会存在一定的偏差，这就是公差的概念。

公差对于铝合金锻件的性能、装配和使用具有重要影响，因此，合理确定和控制公差是保证锻件质量的关键。

公差的定义公差是指在规定的尺寸、形状和位置上，允许存在的偏差范围。

通常用公差带来表示，其中上限和下限分别表示允许的最大和最小偏差值。

公差可以用尺寸公差、形位公差和表面质量公差来描述。

1.尺寸公差：包括线性尺寸公差和角度尺寸公差。

线性尺寸公差是在规定距离内允许的最大和最小尺寸差值，如直径、长度等。

角度尺寸公差是在规定角度范围内允许的最大和最小偏差值，如倾斜角度、夹角等。

2.形位公差：用于描述不同特征之间的相对位置和形状要求，常用的形位公差有平面度、圆度、直线度、同轴度等。

3.表面质量公差：用于描述锻件表面的光洁度、凹凸度等质量要求，常用的公差有粗糙度、平坦度、垂直度等。

公差的重要性合理确定和控制公差对于铝合金锻件具有重要意义：1.影响功能和性能：公差直接影响铝合金锻件的功能和性能，如公差偏大会导致轴向游移、外观不佳等问题，公差偏小会导致装配困难、摩擦增大等问题。

2.确保互换性：公差的确定可以保证铝合金锻件的互换性，即同一规格的锻件可以相互替代，实现批量生产和零件的通用性。

3.节约成本：合理控制公差可以减少加工工艺和检验过程中的误差，提高生产效率，降低成本。

4.提高装配质量：公差的控制可以保证铝合金锻件与其他零件的精准配合，提高装配质量和使用寿命。

公差的确定方法公差的确定需要综合考虑设计要求、制造工艺和使用条件等因素，一般采用如下方法：1.根据功能要求：根据铝合金锻件的功能要求，确定尺寸和形状的最大和最小值，然后根据制造工艺和检验要求，确定公差带。

2.参考国际标准：根据铝合金锻件的类型和应用领域，参考国际标准中的公差规定，如ISO、GB等。

铝合金焊接变形的控制与矫正
铝合金在工业领域中广泛应用，然而在焊接过程中，由于其热传导性能差异以及热变形率高的特性，易造成变形问题。

因此，控制和矫正焊接变形是铝合金焊接过程中的重点。

在焊接过程中，采用适当的预热和焊接顺序可以减少焊接变形的程度。

此外，选择合适的焊接参数、采用适当的支撑和夹紧措施、以及采用焊接变形仿真分析等技术手段，也能够有效地控制焊接变形。

一旦铝合金焊接产生变形，可采用多种矫正方法进行修正，如机械矫正、热处理矫正、局部加热矫正、冷加工矫正等。

这些矫正方法需要根据具体情况进行选择，以避免二次变形和损伤。

综上所述，控制和矫正铝合金焊接变形是保证焊接质量的重要环节，需要加强焊接工艺研究和技术应用，提高焊接变形控制和矫正的准确性和效率，以满足工业生产的实际需求。

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锻造用的原材料为铸锭、轧材、挤材及锻坯。

而轧材、挤材及锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工成的半成品。

一般情况下，铸锭的内部缺陷或表面缺陷的出现有时是不可避免的。

再加上在锻造过程中锻造工艺的不当，最终导致锻件中含有缺陷。

以下简单介绍一些锻件中常见的缺陷。

由于原材料的缺陷造成的锻件缺陷通常有：表面裂纹表面裂纹多发生在轧制棒材和锻制棒材上，一般呈直线形状，和轧制或锻造的主变形方向一致。

造成这种缺陷的原因很多，例如钢锭内的皮下气泡在轧制时一面沿变形方向伸长，一面暴露到表面上和向内部深处发展。

又如在轧制时，坯料的表面如被划伤，冷却时将造成应力集中，从而可能沿划痕开裂等等。

这种裂纹若在锻造前不去掉，锻造时便可能扩展引起锻件裂纹。

折叠折叠形成的原因是当金属坯料在轧制过程中，由于轧辊上的型槽定径不正确，或因型槽磨损面产生的毛刺在轧制时被卷入，形成和材料表面成一定倾角的折缝。

对钢材，折缝内有氧化铁夹杂，四周有脱碳。

折叠若在锻造前不去掉，可能引起锻件折叠或开裂。

结疤结疤是在轧材表面局部区域的一层可剥落的薄膜。

结疤的形成是由于浇铸时钢液飞溅而凝结在钢锭表面，轧制时被压成薄膜，贴附在轧材的表面，即为结疤。

锻后锻件经酸洗清理，薄膜将会剥落而成为锻件表面缺陷。

层状断口层状断口的特征是其断口或断面与折断了的石板、树皮很相似。

层状断口多发生在合金钢（铬镍钢、铬镍钨钢等），碳钢中也有发现。

这种缺陷的产生是由于钢中存在的非金属夹杂物、枝晶偏析以及气孔疏松等缺陷，在锻、轧过程中沿轧制方向被拉长，使钢材呈片层状。

如果杂质过多，锻造就有分层破裂的危险。

层状断口越严重，钢的塑性、韧性越差，尤其是横向力学性能很低，所以钢材如具有明显的层片状缺陷是不合格的。

亮线（亮区）亮线是在纵向断口上呈现结晶发亮的有反射能力的细条线，多数贯穿整个断口，大多数产生在轴心部分。

亮线主要是由于合金偏析造成的。

轻微的亮线对力学性能影响不大，严重的亮线将明显降低材料的塑性和韧性。

锻件缺陷的主要原因及处理一、原材料的主要缺陷及其引起的锻件缺陷锻造用的原材料为铸锭、轧材、挤材及锻坯。

而轧材、挤材及锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工成的半成品。

一般情况下，铸锭的内部缺陷或表面缺陷的出现有时是不可避免的。

例如，内部的成分与组织偏析等。

原材料存在的各种缺陷，不仅会影响锻件的成形，而且将影响锻件的最终质量。

根据不完全的统计，在航空工业系统中，导致航空锻件报废的诸多原因中，由于原材料固有缺陷引起的约占一半左右。

因此，千万不可忽视原材料的质量控制工作。

由于原材料的缺陷造成的锻件缺陷通常有:1.表面裂纹表面裂纹多发生在轧制棒材和锻制棒材上，一般呈直线形状，和轧制或锻造的主变形方向一致。

造成这种缺陷的原因很多，例如钢锭内的皮下气泡在轧制时一面沿变形方向伸长，一面暴露到表面上和向内部深处发展。

又如在轧制时，坯料的表面如被划伤，冷却时将造成应力集中，从而可能沿划痕开裂等等。

这种裂纹若在锻造前不去掉，锻造时便可能扩展引起锻件裂纹。

2.折叠折叠形成的原因是当金属坯料在轧制过程中，由于轧辊上的型槽定径不正确，或因型槽磨损面产生的毛刺在轧制时被卷入，形成和材料表面成一定倾角的折缝。

对钢材，折缝内有氧化铁夹杂，四周有脱碳。

折叠若在锻造前不去掉，可能引起锻件折叠或开裂。

3.结疤结疤是在轧材表面局部区域的一层可剥落的薄膜。

结疤的形成是由于浇铸时钢液飞溅而凝结在钢锭表面，轧制时被压成薄膜，贴附在轧材的表面，即为结疤。

锻后锻件经酸洗清理，薄膜将会剥落而成为锻件表面缺陷。

4.层状断口层状断口的特征是其断口或断面与折断了的石板、树皮很相似。

层状断口多发生在合金钢(铬镍钢、铬镍钨钢等)，碳钢中也有发现。

这种缺陷的产生是由于钢中存在的非金属夹杂物、枝晶偏析以及气孔疏松等缺陷，在锻、轧过程中沿轧制方向被拉长，使钢材呈片层状。

如果杂质过多，锻造就有分层破裂的危险。

层状断口越严重，钢的塑性、韧性越差，尤其是横向力学性能很低，所以钢材如具有明显的层片状缺陷是不合格的。

一、目的：为确保锻件毛坯进厂检验时有据可依，规范锻件检验流程，提高对锻件的检验水平，特制定本标准二、范围所有的锻打件产品(含毛坯、半成品、成品)三、权责(一)本标准由技术部制订、更改、规范(二)质检部负责本标准的实施，供应部、生产部及其它相关部门协助执行四、内容(一)外观及常见缺陷检验项目1、裂纹裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。

裂纹发生的部位通常是在坯料应力最大、厚度最薄的部位。

2、折叠折叠是金属变形过程中已氧化过的表层金属汇合到一起而形成的。

它可以是由两股（或多股）金属对流汇合而形成；也可以是由一股金属的急速大量流动将邻近部分的表层金属带着流动，两者汇合而形成的；也可以是由于变形金属发生弯曲、回流而形成；还可以是部分金属局部变形，被压人另一部分金属内而形成。

3、大晶粒大晶粒通常是由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻温度过高、或变形程度落人临界变形区引起的。

铝合金变形程度过大，形成织构；高温合金变形温度过低，形成混合变形组织时也可能引起粗大晶粒，晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低，疲劳性能明显下降。

4、晶粒不均匀晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大，某些部位却较小。

晶粒不均匀将使锻件的持久性能、疲劳性能明显下降。

5、冷硬现象变形时由于温度偏低或变形速度太快，以及锻后冷却过快，均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化（硬化），从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。

这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度，但降低了塑性和韧性。

严重的冷硬现象可能引起锻裂。

6、龟裂龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂纹。

在锻件成形中受拉应力的表面（例如，未充满的凸出部分或受弯曲的部分）最容易产生这种缺陷。

7、飞边裂纹飞边裂纹是模锻及切边时在分模面处产生的裂纹。

8、分模面裂纹分模面裂纹是指沿锻件分模面产生的裂纹。

原材料非金属夹杂多，模锻时向分模面流动与集中或缩管残余在模锻时挤人飞边后常形成分模面裂纹。

6082铝合金扁铸锭锯切裂纹产生的原因分析摘要：文章主要研究6082铝横向压扁铸锭在快速冷却中产生不均衡，在进行铸锭锯切时产生了裂纹，通过分析裂纹产生的各种因素，我们主要分析铸件结构、工艺参数、模具温度等主要因素，确定这些因素的影响程度和后果，为了解决这些问题，消除这些影响因素对铸件的影响，我们提出了相应的解决措施，防止后续处理时合金铸锭锯切裂纹的产生，从而提高企业的经济效益。

关键词：均火；铝合金；裂纹铝型材表面裂纹的产生有多种原因，主要有以下一些情况：在挤压受到拉应力作用时，在表面不同程度的形成一些横向撕裂纹；另外由于金属表面的摩擦使得金属表层受到应力作用，这个应力过大时超过了金属本身能够承受的附加应力导致裂纹的产生；第三种情况就是在挤压过程中温度过高，此时就会产生表层抗拉强度下降的现象，此时在摩擦力的作用下产生裂纹；还有当挤压的速度过大时，也会产生裂纹。

因此解决以上问题，保证铝合金品质，就需要保证合理的出口速度和出口温度，严格控制挤压工艺参数。

1 6082铝合金化学成分铝合金是以铝为基的合金总称。

主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。

用6082铝合金255毫米×1500毫米规格产品，横向压扁铸锭时注意火候的掌握，不采用均火，其化学成分见表1。

在使用该材料初期多次切割都发生了锯切裂纹，通过实验发现在均火炉加热后，锯切裂纹就减少很多，达到了抑制锯切裂纹废品的目的。

因此不经均火处理的方法，能够成功解决合金铸锭锯切裂纹的问题。

表1 6082铝合金化学成分2 铝合金扁锭表面裂纹的原因铝合金扁锭铸造表面裂纹是一个比较普遍缺陷问题。

第1篇 一、引言 铝合金作为一种轻质高强度的材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑、电子等领域。然而，铝合金在加工过程中常常会遇到变形问题，影响产品的质量和性能。本文将针对铝合金变形问题，提出一系列解决方案，旨在提高铝合金加工质量，降低成本。

二、铝合金变形原因分析 1. 材料因素 （1）铝合金的化学成分：铝合金的化学成分对其性能和变形敏感性有较大影响。如纯铝、铜、镁、硅等元素对铝合金的变形性能有较大影响。

（2）铝合金的微观组织：铝合金的微观组织对其变形性能也有较大影响。如粗大的晶粒、析出相等都会使铝合金变形性能变差。

2. 加工工艺因素 （1）加热温度：加热温度对铝合金的变形性能有较大影响。加热温度过高或过低都会导致铝合金变形。

（2）加热速度：加热速度对铝合金的变形性能也有一定影响。加热速度过快或过慢都会使铝合金变形。

（3）冷却速度：冷却速度对铝合金的变形性能也有较大影响。冷却速度过快或过慢都会导致铝合金变形。

（4）变形工艺：变形工艺对铝合金的变形性能有较大影响。如拉伸、压缩、弯曲等变形方式对铝合金的变形性能有较大差异。

3. 设备因素 （1）模具：模具的质量对铝合金的变形性能有较大影响。模具表面粗糙度、硬度、精度等都会影响铝合金的变形。

（2）设备精度：设备精度对铝合金的变形性能有较大影响。如拉伸机、压力机等设备的精度越高，铝合金的变形性能越好。

三、铝合金变形解决方案 1. 优化铝合金化学成分 （1）根据铝合金的应用领域，合理选择合金元素，降低变形敏感性。 （2）优化合金元素的添加量，提高铝合金的综合性能。 2. 优化铝合金微观组织 （1）采用合适的铸造工艺，控制晶粒大小和形状，提高铝合金的变形性能。 （2）采用热处理工艺，消除铝合金中的析出相，提高其变形性能。 3. 优化加工工艺 （1）合理控制加热温度：根据铝合金的种类和性能要求，选择合适的加热温度，避免过热或过冷。

（2）合理控制加热速度：根据铝合金的种类和性能要求，选择合适的加热速度，避免过快或过慢。

铝合金焊接裂纹产生的原因和预防措施
朱黎原
【期刊名称】《中国金属通报》
【年(卷),期】2022()13
【摘要】铝合金材料是日常生活中十分常见的金属材料,作为工业制造和生产生活常用的金属材料,对社会生活的发展起到了重要的作用。

铝合金材料在日常中,经常作为机械制造的材料,很多管道、容器等都会用铝合金的金属材料进行制作。

但是由于铝合金的导热系数以及冷却速度等特性,也使得铝合金焊接过程中容易出现裂纹。

本文分析铝合金焊接裂纹产生的原因和预防措施,首先,分析铝合金焊接裂纹产生及特征分析,其次,分析铝合金焊接裂纹产生机理和原因分析,主要原因包括金属结构的因素,焊接工艺参数的影响,焊接速度的影响,材料的清洁度因素,焊接受到的应力分布问题,预热不合理。

最后,是铝合金焊接裂纹产生原因的预防措施,主要包括合理设置焊接工艺参数,降低焊接工艺速度,对材料的清理,合理分布应力,有效的预防焊接变形,加工前的预热,改变金属结构。

通过以上措施有效的降低铝合金的焊接裂纹情况的出现。

【总页数】3页(P92-94)
【作者】朱黎原
【作者单位】新乡职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG1
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1.铝合金焊接裂纹产生的原因和预防措施
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铝合金隔板模锻锻造缺陷研究与分析发布时间：2021-08-12T11:37:25.067Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷3月9期作者：唐玉婷[导读] 目前，在航空航天以及交通运输等很多领域普遍采用铝合金锻件唐玉婷西南铝业（集团）有限责任公司重庆市 400000摘要:目前，在航空航天以及交通运输等很多领域普遍采用铝合金锻件，对于制造具有中等强度、抗疲劳与轻重量等要求的零部件需要采用铝合金锻件，因此铝合金锻件已经成为促进我国国民经济发展和工业企业发展重要的部分。

在进行锻造带工字型截面的铝合金隔板模锻件的过程中，容易发生折叠、穿流以及充不满等一些严重的缺陷，本文介绍了铝合金隔板模锻锻造中存在的主要缺陷并详细分析了产生缺陷的主要原因，根据存在的缺陷以及产生缺陷的原因，从模具的设计制造、模锻工序以及具体的操作过程提出了具体的措施，以便提高模锻件的成品率，提升企业的效益和利润。

关键词：铝合金、隔板模锻件、锻造缺陷一、引言在一些大型设备上需要采用铝合金隔板模锻件，这种锻件是大型设备上重要的受力结构部件，这种部件的工作载荷相对较大而且使用的环境较为恶劣。

使用一般的机械加工和铸造的方法形成的零部件是不能够满足大型设备要求的综合力学性能，必须采用锻造的方法制作。

在实际的应用中，隔板模锻件多采用的材料均为2A50铝合金，这种模锻件具有两面带有筋条、四周拥有很多处封闭的工字型横截面筋条等结构特点，而且，这些筋条之间的间距变化较大，筋条相对来说较薄，具有非常复杂的形状，相比之下采取的锻造技术难度比较大。

由于铝合金具有塑形较低、流动性不好、锻造温度区间教窄等特点，所以，在进行锻造隔板模锻件的过程中经常会出现筋和腹板连接的圆角处与筋和缘条的交汇处发生折叠的问题，而且很有可能会产生涡流、紊流、穿筋或者流线不顺畅等主要缺陷问题，另外还有可能会伴随着产生粗晶缺陷的问题。

出现以上问题将会大大降低模锻件的力学性能，无所满足客户的需求造成废料的产生。