鎂(鋁)合金真空低壓消失模鑄造工藝優(yōu)化及組織質(zhì)量控制研究.pdf

1、真空低壓消失模鑄造技術(shù)將低壓鑄造的原理應(yīng)用于真空消失模鑄造中，使得液態(tài)鎂（鋁）合金在真空和較低氣壓作用下反重力充填消失模鑄型，它比壓力鑄造、砂型鑄造和普通消失模鑄造具有明顯的優(yōu)勢(shì)。本研究從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，針對(duì)鎂合金真空低壓消失模鑄造工藝的特點(diǎn)，系統(tǒng)研究了主要充型工藝參數(shù)對(duì)鑄件質(zhì)量的影響規(guī)律；結(jié)合國(guó)內(nèi)外鎂合金改性現(xiàn)狀，探討了改善鎂合金鑄態(tài)組織和提高性能的方法。 在分析普通消失模鑄造充型工藝?yán)碚摰幕A(chǔ)上，探討了真空低壓消失模鑄造的工藝

2、規(guī)范，推導(dǎo)了加壓速度與氣體流量、凝固過(guò)程中補(bǔ)縮機(jī)理的數(shù)學(xué)關(guān)系式。真空低壓消失模鑄造過(guò)程中，當(dāng)氣源初始充型氣壓一定時(shí)，液態(tài)金屬的加壓速度與充氣流量呈線性正比關(guān)系，充氣流量越大，加壓速度就越快，液態(tài)金屬的充型速度也就越大。合金成份、澆注溫度確定以后，對(duì)于晶間同一部位，單位時(shí)間內(nèi)補(bǔ)縮液流經(jīng)過(guò)晶粒的數(shù)量主要取決于凝固結(jié)晶時(shí)的保壓壓力，保壓壓力越大，補(bǔ)縮液流經(jīng)過(guò)晶粒的數(shù)量越多，補(bǔ)縮能力就越強(qiáng)，組織也就越致密。 采用階梯試樣對(duì)鎂合金真空低壓

3、消失模鑄造中的工藝參數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，掌握了澆注溫度、真空度、充氣流量、充型與抽真空耦合方式等因素對(duì)鑄件質(zhì)量的影響規(guī)律，確立了鎂合金真空低壓消失模鑄造技術(shù)的最佳充型工藝參數(shù)范圍：澆注溫度710~750℃、真空度0.02~0.03MPa、充氣流量8~14m3/h、采用先充型再抽真空的模式以及開(kāi)放式澆注系統(tǒng)。復(fù)雜薄壁鑄件一般選擇工藝參數(shù)值的上限（如：澆注溫度750℃等），簡(jiǎn)單厚壁鑄件可以選擇工藝參數(shù)值下限。 分析了鎂合金真空低壓消失

4、模鑄件中典型缺陷的物理特征及形成原因?？锥慈毕菘赏ㄟ^(guò)適當(dāng)降低澆注溫度、充型速度、真空度以及改善涂料層的透氣性和調(diào)控充型與抽真空的耦合模式等來(lái)消除；澆不足、冷隔缺陷可以適當(dāng)調(diào)節(jié)澆注溫度、充型速度等來(lái)抑制；粘砂缺陷可以通過(guò)合理增加涂料厚度、控制真空度和澆注溫度、選用粒徑較小的干砂造型來(lái)消除。 系統(tǒng)研究了機(jī)械振動(dòng)、Ce-Sb復(fù)合合金化以及半固態(tài)熱處理對(duì)鎂合金消失模鑄件組織和性能的影響，表明三種方法均能細(xì)化AZ91D鎂合金消失模鑄造試樣

5、的顯微組織、提高其室溫力學(xué)性能。 （1）振動(dòng)凝固條件下鎂合金消失模鑄造試樣的組織、性能隨試樣厚度增加效果越好。 （2）0.4％Sb＋1.0％Ce為最佳合金化配比，合金化后基體中生成了粒狀CeSb相和桿狀相Al11Ce3相，合金化試樣的抗拉強(qiáng)度、延伸率比未合金化處理試樣分別提高了35.5％和36.7％，合金化疊加振動(dòng)可以進(jìn)一步細(xì)化AZ91D鎂合金鑄態(tài)組織、提高力學(xué)性能，比單純合金化試樣的抗拉強(qiáng)度、延伸率分別提高了11.2％

6、和11％，斷口中少量的韌窩和大量的撕裂棱同時(shí)出現(xiàn)，表明試樣在拉伸過(guò)程中已有明顯的塑性變形特征。 （3）半固態(tài)等溫?zé)崽幚砉に囅驴梢缘玫叫螤顖A整的球狀晶組織，抗拉強(qiáng)度、延伸率比鑄態(tài)試樣分別提高了32.4％和83.4％，最佳的工藝方案是530℃保溫60min后取出水冷。 散熱片、制動(dòng)器缸蓋等消失模鑄件的試制實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，真空低壓消失模鑄造工藝具有較強(qiáng)的充型能力，可以消除重力下鎂（鋁）合金消失模鑄件中常出現(xiàn)的澆不足、冷隔等缺陷，