Analisi delle crepe nei getti pressofusi: cause, classificazione e prevenzione

Le cricche sono un difetto strutturale critico nei componenti pressofusi che compromette direttamente l'integrità del prodotto e la sua durata. Una prevenzione efficace richiede una profonda comprensione del meccanismo di guasto. Questo articolo condivide approfondimenti tecnici fondamentali sulle cricche da pressofusione per aiutare i professionisti del settore a identificare e risolvere il problema alla radice.

1. Classificazione delle crepe: crepe calde vs crepe fredde

Innanzitutto è fondamentale distinguere tra due tipi di crepe fondamentalmente diversi, poiché le loro caratteristiche indicano direttamente la causa:

• Lacrime calde (crepitio caldo):Si verificano ad alte temperature durante le fasi finali della solidificazione, causate dal ritiro ostacolato. L'identificatore chiave è unsuperficie di frattura ossidata, grigio scuroIl percorso della cricca è tipicamente irregolare e segue i bordi dei grani (intergranulare). Questo è il tipo di cricca più comune riscontrato nella pressofusione.

• Crepe da freddo:Forma dopo che il getto si è raffreddato a temperature più basse. Sono causate principalmente da sollecitazioni meccaniche durante l'espulsione o da elevate sollecitazioni residue. La superficie di frattura ènon ossidato, che mostra una brillante lucentezza metallicaLa crepa è spesso dritta e può propagarsi attraverso i grani stessi (transgranulare).

2. Cause principali delle crepe

La formazione di crepe è il risultato dell'interazione tra fattori legati al materiale, all'utensileria e al processo.

1. Fattori metallurgici:

2. ——Composizione della lega:Una lega con un ampio intervallo di solidificazione, impurità dannose (ad esempio, elevato contenuto di ferro) o un rapporto improprio di elementi chiave (ad esempio, silicio nelle leghe Al-Si) avrà una maggiore propensione alla lacerazione a caldo.

3. ——Processo di fusione:Surriscaldare la lega o trattenerla troppo a lungo può dare origine a una struttura a grana grossa, riducendone la resistenza e la duttilità alle alte temperature.

4. Fattori di progettazione degli utensili e delle parti:

5. ——Progettazione strutturale scadente:Cambiamenti improvvisi nello spessore delle pareti e angoli interni acuti con raggi di raccordo insufficienti sono le principali fonti di concentrazione di sollecitazioni, rendendo queste aree soggette a crepe.

6. ——Temperatura dello stampo non bilanciata:Il surriscaldamento localizzato nello stampo crea dei punti caldi. Queste aree si solidificano per ultime e vengono separate dalle sezioni solidificate circostanti, provocando delle rotture.

7. ——Sistema di espulsione:Angoli di sformo insufficienti o una distribuzione non uniforme dei perni di espulsione possono esercitare una sollecitazione meccanica non uniforme sul pezzo durante l'espulsione, causando cricche da freddo.

3. Strategie di prevenzione sistematica

Per prevenire le crepe è necessario un approccio sistematico:

• Ottimizza il design:Assicurare uno spessore uniforme della parete nella progettazione del componente e utilizzare raggi di raccordo generosi in tutte le transizioni.

• Materiali di controllo:Selezionare leghe con bassa suscettibilità alla lacerazione a caldo e gestire rigorosamente il processo di fusione per garantire una composizione adeguata e una struttura a grana fine.

• Affina il processo:Ottimizzare l'equilibrio termico dello stampo per evitare punti caldi. Impostare tempi di mantenimento e sequenze di apertura dello stampo adeguati per garantire che il getto abbia una resistenza sufficiente prima dell'estrazione.

• Perfeziona gli utensili:Progettare un sistema di espulsione bilanciato e stabile che garantisca un rilascio fluido e uniforme dei pezzi.

In sintesiIl controllo delle cricche è un impegno sistematico che abbraccia la progettazione dei componenti, la scienza dei materiali, l'ingegneria degli stampi e il controllo di processo. Solo gestendo ciascuna di queste fasi con precisione è possibile eliminare radicalmente i difetti dovuti alle cricche.