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[Consigli pratici] Serie sui difetti di pressofusione - Crepe
13/11/2025
Le crepe nella fusione sono visibili a occhio nudo a causa di forze meccaniche esterne. L'analisi della forma strutturale della fusione e dell'aspetto del difetto determina che le crepe non sono causate da tensioni di fusione.
I. Caratteristiche del difetto
Quando la matrice della lega in un parte pressofusa Quando un materiale è danneggiato o rotto, formando sottili fessure simili a fili, si parla di crepe. Queste crepe penetrano in profondità nella fusione e possono essere sia penetranti che non penetranti, tendendo a crescere e ad espandersi.
Sono presenti crepe macroscopiche visibili a occhio nudo, microfratture che richiedono una lente d'ingrandimento a basso ingrandimento per essere osservate e microfratture intergranulari che possono essere viste solo con un microscopio. Le crepe non compaiono solo sulla superficie della fusione, ma anche al suo interno.
Le crepe si possono suddividere in due tipi: crepe a freddo e crepe a caldo. La loro principale differenza è:
Le cricche a freddo sono crepe che si formano nelle fusioni a causa di stress o forze esterne. Nelle fusioni con cricche a freddo, il metallo in corrispondenza dell'apertura della cricca non si ossida; la cricca conserva ancora il colore del metallo base, che è brillante e può penetrare nei grani. La forma della cricca è relativamente rettilinea e allungata.
Le cricche a caldo sono causate dalla fragilità termica del metallo, dal ritiro di solidificazione e dalle tensioni di contrazione. Il metallo in corrispondenza dell'apertura della cricca nella fusione si ossida e il colore della cricca diventa più scuro e opaco. Le cricche di contrazione di solito si estendono lungo l'interfaccia dei grani e sono lunghe e sottili, formate da molte brevi linee curve unite tra loro.
Quando le fusioni vengono corrose in una soluzione alcalina, le aree fessurate sulla superficie della fusione diventano grigio scuro, indicando che la matrice metallica è distrutta. Le fessure sono dritte (fessure a freddo) o ondulate (fessure a caldo), collegate da linee curve, corte e sottili. Le fessure sono piccole e allungate e tendono a svilupparsi sotto l'azione di una forza esterna. Non è consentito che le fessure esistano su pressofusione.
Nelle zone con pareti più spesse e nei punti caldi dei getti possono comparire cricche interne. Le cricche possono manifestarsi a livello superficiale, macrostrutturale e microstrutturale dei getti pressofusi e possono diventare causa di frattura. Per i pezzi a parete sottile, in particolare per i getti pressofusi in lega di magnesio, la formazione di cricche è uno dei problemi più comuni. Diverse cause possono portare alla formazione di cricche, tra cui: cricche dovute al ritiro da raffreddamento; ritiro eccessivo a causa di uno spessore eccessivo della parete; fusione e fessurazione dello strato raffreddato; fessurazione in corrispondenza della linea di fusione; sottosquadri o angoli di sformo eccessivamente piccoli; e lacerazioni durante l'apertura dello stampo.
II. Cause
Le crepe si verificano principalmente quando il getto viene separato all'interno dello stampo, a causa di sollecitazioni meccaniche durante l'apertura dello stampo, oppure durante l'espulsione del getto o la rimozione delle bave.
(1) Cricche da ritiro: l'aspetto della cricca mostra un'evidente struttura dendritica, che è una cricca a caldo. La lega stessa ha un grande ritiro, un ampio intervallo di temperatura della fase liquido-solido, o un basso contenuto eutettico, o scarsa resistenza e tenacità all'interno dell'intervallo di temperatura della fase liquido-solido. Quando la lega è soggetta a stress da ritiro trasmesso da altre parti a causa del rapido raffreddamento ad alta temperatura, si frattura e produce cricche.
(2) Una selezione impropria della lega o un eccesso di impurità nocive riducono la plasticità della lega.
(3) Deviazioni nella composizione chimica delle leghe di alluminio: ① Eccessiva segregazione del silicio nelle leghe alluminio-silicio, il contenuto di silicio dovrebbe essere inferiore al 17%; ② Contenuto eccessivo di ferro e sodio e contenuto di silicio eccessivamente basso nelle leghe di alluminio; ③ Contenuto eccessivo di zinco o rame nelle leghe alluminio-silicio e alluminio-silicio-rame; ④ Contenuto eccessivo di magnesio nelle leghe alluminio-magnesio, o quando è compreso tra il 3,5% e il 5,5%; ⑤ Contenuto di silicio eccessivamente basso nelle leghe alluminio-rame e alluminio-magnesio; ⑥ Leghe a basso punto di fusione mescolate nella lega.
(4) Temperature di fusione e colata eccessive della lega provocano segregazione. Un tempo di mantenimento eccessivo si traduce in grani grossolani e inclusioni di ossido eccessive.
(5) La temperatura dello stampo nel suo complesso o in parti, in particolare del nucleo, è troppo bassa (causando fessurazioni a freddo) o troppo alta (causando fessurazioni a caldo).
(6) I punti di ingresso posizionati in modo errato possono causare il lavaggio della parete o del nucleo della cavità, con conseguente surriscaldamento localizzato dello stampo o impedimento del ritiro della lega fusa.
(7) La forma e la struttura della fusione sono irragionevoli, come ad esempio lo spessore della parete della fusione cambia drasticamente, il ritiro è grande, il ritiro è ostacolato e compaiono crepe nel punto caldo; l'angolo arrotondato della fusione è troppo piccolo e si verifica una concentrazione di stress nell'angolo acuto, con conseguente formazione di crepe; le nervature di rinforzo dritte nella struttura circolare o a telaio causano crepe dovute al ritiro, ecc.
(8) La struttura di fusione presenta un punto caldo elevato e il liquido della lega si restringe notevolmente.
(9) Il tempo di apertura dello stampo e di estrazione del nucleo è troppo lungo, il ritiro è ostacolato e lo stress aumenta.
(10) Il riempimento inadeguato e la mancanza di fusione della matrice metallica comportano una resistenza insufficiente dopo la solidificazione, soprattutto nelle zone lontane dal canale di colata dove è più probabile che si verifichino chiusure a freddo.
(11) Le crepe nella fusione sono causate da forze meccaniche quali l'operazione, l'apertura dello stampo e l'espulsione della fusione. L'impostazione non uniforme delle posizioni e delle quantità di estrazione e espulsione del nucleo porta a una forza non uniforme e a una distorsione. Le lunghezze delle barre di espulsione espulse mediante espulsione idraulica sono incoerenti.
(12) Il nucleo è piegato, la superficie di formatura dello stampo presenta depressioni e segni di lavorazione lungo la direzione di sformatura, le parti di formatura sono intrinsecamente storte e vi è una pendenza posteriore che impedisce l'espulsione del getto e il getto si lacera quando viene sformato.
(13) Crepe nelle pressofusioni causate dalla retrazione dello stampo e del nucleo quando il metallo viene pompato nella cavità dello stampo.
(14) Le crepe sono causate dal disallineamento degli stampi mobili e fissi. Quando lo stampo si apre e si separa, lo stampo mobile si sposta verso il basso e il nucleo dello stampo fisso lascia tracce di trazione o graffi sulla metà superiore del foro di fusione. Allo stesso modo, i pilastri di guida sulla superficie di separazione dello stampo solleveranno anche lo stampo mobile verso l'alto quando lo stampo si chiude. In questo caso, di solito è necessario reinstallare lo stampo.
(15) Dopo il riempimento a iniezione, al momento della pressurizzazione, a causa di una forza di serraggio insufficiente, di un meccanismo di serraggio scadente, di un accoppiamento non corretto del cursore dello stampo, di una resistenza insufficiente dello stampo, ecc., il cursore si muove sotto pressione e si generano delle crepe.
(16) Le crepe si formano quando si utilizza una matrice da taglio per tagliare i bordi e sbavare.
III. Contromisure
Le crepe compaiono spesso alla base dei cilindri lunghi, alla base delle sezioni a sbalzo, sul bordo delle grandi parti piane dove il ritiro è ostacolato e nelle parti in cui la temperatura termica è superiore alla temperatura target.
(1) Le crepe principali si trovano vicino al punto di iniezione. Migliorare il raffreddamento ad acqua al punto di iniezione dello stampo; ridurre lo spessore del punto di iniezione, aumentare il residuo di rifilatura del punto di iniezione, riparare lo stampo di rifilatura e pulire il bordo tagliente.
(2) Selezionare o modificare i tipi di lega con basso ritiro, intervallo di temperatura della fase liquido-solido ristretto, alto contenuto di eutettico durante la cristallizzazione o elevata resistenza alle alte temperature.
(3) Controllare rigorosamente le impurità nocive e controllare correttamente la composizione della lega per garantire che raggiunga l'intervallo specificato: ① Il contenuto di ferro nelle leghe di alluminio non deve essere troppo elevato e il contenuto di silicio non deve essere troppo basso; ② Ridurre il contenuto di zinco, rame e ferro nelle leghe alluminio-silicio e alluminio-rame; ③ Aggiungere lega alluminio-silicio alle leghe di alluminio con basso contenuto di silicio per aumentare il contenuto di silicio e ridurre il ritiro della lega; ④ Cricche nelle fusioni di lega di magnesio: se il contenuto di alluminio, silicio e ferro nelle leghe di magnesio è troppo elevato, aggiungere magnesio puro alla lega per ridurre l'alluminio (cricche a freddo) o troppo basso (cricche a caldo); controllare il contenuto di ferro nelle leghe di ottone. ⑤ Controllare rigorosamente il contenuto di metalli a basso punto di fusione.
(4) Ridurre l'intervallo di solidificazione della lega, aumentare il tempo di solidificazione isotermica, affinare i grani e garantire una solidificazione uniforme dell'intera fusione possono tutti ridurre le cricche a caldo. La temperatura di colata non dovrebbe essere troppo elevata per ridurre il ritiro della lega.
(5) Ridurre il tempo di permanenza nello stampo può ridurre la forza di serraggio del getto sullo stampo.
(6) Abbassare la temperatura superficiale dello stampo per eliminare le tensioni di fessurazione termica; al contrario, aumentare la temperatura dello stampo e del nucleo per ridurre il ritiro e le tensioni di ritiro, rallentare la velocità di raffreddamento del liquido della lega ed eliminare le tensioni di fessurazione a freddo.
(7) Riscaldare le zone dello stampo intorno alla fessura dove la temperatura è bassa, in particolare le zone con un'ampia superficie.
(8) Le misure di processo di aumento della pressione durante la solidificazione per migliorare le cavità di ritiro nelle aree in cui il ritiro provoca crepe sono applicabili anche alle crepe.
(9) Le crepe all'interno della fusione sono causate dal ritiro ad alta temperatura. Possono essere eliminate utilizzando una temperatura di colata inferiore, una temperatura dello stampo inferiore, una velocità di riempimento maggiore e una pressione di colata maggiore, un'integrazione di pressione tempestiva o un'estrusione locale.
(10) Migliorare la posizione e la direzione del canale di colata per evitare che il liquido della lega corroda la parete della cavità e il nucleo, il che ostacolerebbe il ritiro della fusione e causerebbe crepe.
(11) Migliorare il struttura di fusione e rendere uniforme lo spessore della parete; massimizzare il raggio di fusione.
(12) A causa delle crepe causate dall'espulsione, potrebbero verificarsi adesione e incollamento dello stampo o del nucleo. La struttura dello stampo deve essere modificata. Osservare la fluidità dell'espulsione, regolare il meccanismo di estrazione del nucleo e l'asta di spinta per garantire una forza di espulsione uniforme e assicurarsi che il getto si muova in avanti parallelamente senza inclinarsi e venga espulso in modo uniforme. L'asta di spinta deve avere una forza sufficiente per evitare la flessione elastica. Il tempo di espulsione del getto deve essere appropriato e l'espulsione deve essere lenta e fluida.
(13) Non deve esserci alcuno spazio tra il nucleo mobile e il nucleo mobile. Quando si tira il nucleo, il nucleo mobile deve muoversi parallelamente alla direzione assiale senza inclinarsi.