铝合金压铸件裂纹是影响产品良率的核心缺陷,其形成与材料、工艺、模具设计等多维度因素密切相关。根据行业研究,裂纹主要分为热裂纹与冷裂纹两类:热裂纹形成于固液共存区间(固相线至不平衡固相线温度),多表现为表面放射状裂纹或正中间环状裂纹;冷裂纹则发生于凝固后的弹性状态阶段,常见于壁厚突变或应力集中区域。

材料成分是裂纹形成的内在根源。铁(Fe)与硅(Si)的比例失衡会显著降低合金塑性,当Fe/Si>1时易形成脆性α-Fe2SiAl8相,导致抗裂性下降。钠(Na)等低熔点杂质在凝固过程中会形成液态吸附层,引发"钠脆"现象,需将钠含量控制在5×10⁻⁴%以下。此外,氢含量超标(普通制品>0.2mL/100g Al)会形成气孔,削弱晶粒间结合力,间接诱发裂纹。
工艺参数失配是裂纹产生的直接诱因。模具温度过高会导致局部缩松,在收缩应力作用下形成裂纹;而温度过低则使合金流动性下降,易产生冷隔。压射速度过快(>5m/s)或保压时间不足(<3s)会造成内部应力集中,研究显示,某企业通过将压射速度从6.2m/s降至4.5m/s,裂纹率下降37%。

模具设计缺陷是应力集中的结构基础。圆角半径过小(R<1.5mm)会使应力集中系数增加2-3倍,某案例中通过将水套底部圆角从1mm增至2.5mm,配合增加冷却水路,成功消除裂纹。此外,顶出机构设计不当导致局部受力超限(>50MPa),也是冷裂纹的重要诱因。
防控裂纹需建立系统化解决方案:通过成分优化(如控制Fe<0.25%、Si/Mg=1.5-1.7)提升材料韧性,采用梯度温控(铸锭480℃→模具420℃)平衡热应力,结合数值模拟优化模具结构,可实现裂纹率从8%降至0.5%以下的突破。