斗齿铸件产生热裂纹的原因

对铸件表面观察发现，在斗齿的齿腔孔下方不远处发现横向裂纹。裂纹断面氧化严重，无金属光泽，裂纹外形曲折而不规则，存在于铸件表面的裂纹宽度较大，呈现撕裂状。因此，可以断定这种裂纹本质上属于热裂。

热裂纹产生在凝固过程中，铸件处于塑性变形状态时。金属液在型壁传热作用下从铸件表面开始凝固，出现大量的枝晶并搭成完整的骨架，产生固态收缩，这时枝晶间还有一层尚未凝固的薄膜。如果铸件凝固不受任何阻碍，即枝晶不受力的作用，斗齿铸件自由收缩，内部逐渐产生应力。如果枝晶层收缩受到型、芯阻碍，枝晶层的收缩受到拉力作用，则枝晶层出现拉应力。当拉应力超过液膜强度极限时，枝晶之间就会被拉开，如果周围有足够的金属液及时流入拉裂处，铸件不会产生热裂纹，否则就会产生热裂纹。其形成原因主要是由成形后的零件收缩不均匀造成的。在零件充型过程中模具温度场的分布不均匀，成形比压比较低，不能有效地补缩，都会造成成形后的零件收缩不均匀。由于齿腔部位工件的壁厚比较薄，导热性能比较好，致使此部位先于热节部位凝固，造成工件对齿腔型芯产生一个很大的包紧力。在抽芯的过程中，会产生一个拉应力，同时由于浇道在这时候已经凝固，会对工件在抽芯方向上产生一定的阻力作用，此阻力相对于前面的拉应力来说，就是一个方向相反的拉应力。如果这两个拉应力作用大于材料在高温下的屈服应力的作用，就会导致斗齿工件在薄弱处被拉开，形成热裂纹，即所谓的缩裂。