半固態(tài)金屬鑄造工藝(下)

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:2396

4.2觸變鑄造(Thixoforming, Thixocast)
  將已制備的非枝晶組織錠坯重新加熱到固液兩相區(qū)達(dá)到適宜粘度后,進(jìn)行壓鑄或擠壓成形。
  美國的EOPCO,HPM Corp., Prince Machine, THT Presses,以及瑞士的Buhler公司,意大利的IDRA USA, Italpresse of America,加拿大的Producer USA,日本的Toshib a Machine Corp和UBE Machinery Services等均已能生產(chǎn)半固態(tài)鋁合金觸變成形專用設(shè)備。該方法對坯料的加熱、輸送易于實現(xiàn)自動化,故是當(dāng)今半固態(tài)鑄造的主要工藝方法。
  4.3射鑄成形(Injection Molding)
  直接把熔化的金屬液而不是處理后半固態(tài)漿液冷卻至適宜的溫度,并輔以一定的工藝條件壓射入型腔成形。如美國威斯康辛的觸變成形發(fā)展中心,曾采用該方法進(jìn)行鎂合金的半固態(tài)鑄造。美國康奈爾大學(xué)的K.K.Wang教授等人研制出類似的鎂合金射鑄成型裝置,將半固態(tài)漿液從料管加入,經(jīng)適當(dāng)冷卻后壓射入型腔。
  4.4低溫連鑄
  所謂低溫連鑄就是控制金屬液的過熱度在0℃左右,并在鑄型下方進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的鑄造方法。中心偏析是連鑄中的大問題,且在連軋線材時可能會發(fā)生破斷。因此,該工藝有很大意義。
  4.5帶材連鑄
  Flemings曾用Sn-15%pb低熔點金屬進(jìn)行帶材連鑄試驗研究,對傳熱、凝固及變形進(jìn)行了分析。認(rèn)為,帶材厚度與軋輥的壓力、固相率、流變剪切速度以及連鑄速度有關(guān)。當(dāng)擠壓下比壓大時,則助長顯微偏析。為了保證表面和內(nèi)部質(zhì)量及尺寸精度,必須嚴(yán)格控制固相率、初晶形態(tài)尺寸及排放金屬量等半固態(tài)金屬制造的工藝參數(shù)。
  對高熔點金屬如磷青銅Cu-Sn-P合金(Cu-8%Sn-0.1%P),液相線溫度10300℃,難以熱加工,用此半固態(tài)合金制薄板有明顯效果。目前,已可以制備組織優(yōu)良的半固態(tài)不銹鋼鑄錠、高速工具鋼鑄錠。
  5技術(shù)優(yōu)勢
  半固態(tài)壓鑄工藝的優(yōu)點可歸納工藝優(yōu)勢和產(chǎn)品優(yōu)勢。
  5.1工藝優(yōu)勢
  1)不需加任何晶粒細(xì)化劑即可獲得細(xì)晶粒組織,消除了傳統(tǒng)鑄造中的柱狀晶和粗大樹枝晶。
  2)成形溫度低(如鋁合金可降低1200℃以上),可節(jié)省能源。
  3)模具壽命延長。固較低溫度的半固態(tài)漿料成形時的剪切應(yīng)力,比傳統(tǒng)的枝晶漿料小三個數(shù)量級,故充型平穩(wěn)、熱負(fù)荷小,熱疲勞強(qiáng)度下降。
  4)減少污染和不安全因素。因作業(yè)時擺脫了高溫液態(tài)金屬環(huán)境。
  5)變形阻力小,采用較小的力就可實現(xiàn)均質(zhì)加工,對難加工材料的成形容易。
  6)凝固速度加快,生產(chǎn)率提高,工藝周期縮短。
  7)適于采用計算機(jī)輔助設(shè)計和制造,提高了生產(chǎn)的自動化程度。
  5.2產(chǎn)品優(yōu)勢
  1)件質(zhì)量高。因晶粒細(xì)化、組織分布均勻、體收縮減少、熱裂傾向下降,基體上消除了縮松傾向,力學(xué)性能大幅度提高。
  2)凝固收縮小,故成型體尺寸精度高,加工余量小,近凈成形。
  3)成形合金范圍廣。非鐵合金有鋁、鎂、鋅、錫、銅、鎳基合金;鐵基合金有不銹鋼、低合金鋼等。
  4)制造金屬基復(fù)合材料。利用半固態(tài)金屬的高粘度,使密度差大、固溶度小的金屬制成合金,也可有效地使不同材料混合,制成新的復(fù)合材料。

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