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將低壓鑄造的原理應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。本研究從實際應用出發(fā)，針對鎂合金真空低壓消失模鑄造工藝的特點，系統(tǒng)研究了主要充型工藝參數(shù)對鑄件質(zhì)量的影響規(guī)律；結合國內(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理論的基礎上，探討了真空低壓消失模鑄造的工藝

2、規(guī)范，推導了加壓速度與氣體流量、凝固過程中補縮機理的數(shù)學關系式。真空低壓消失模鑄造過程中，當氣源初始充型氣壓一定時，液態(tài)金屬的加壓速度與充氣流量呈線性正比關系，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，對于晶間同一部位，單位時間內(nèi)補縮液流經(jīng)過晶粒的數(shù)量主要取決于凝固結晶時的保壓壓力，保壓壓力越大，補縮液流經(jīng)過晶粒的數(shù)量越多，補縮能力就越強，組織也就越致密。 采用階梯試樣對鎂合金真空低壓

3、消失模鑄造中的工藝參數(shù)進行了系統(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放式澆注系統(tǒng)。復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^適當降低澆注溫度、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消除；澆不足、冷隔缺陷可以適當調(diào)節(jié)澆注溫度、充型速度等來抑制；粘砂缺陷可以通過合理增加涂料厚度、控制真空度和澆注溫度、選用粒徑較小的干砂造型來消除。 系統(tǒng)研究了機械振動、Ce-Sb復合合金化以及半固態(tài)熱處理對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、提高其室溫力學性能。 （1）振動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％，合金化疊加振動可以進一步細化AZ91D鎂合金鑄態(tài)組織、提高力學性能，比單純合金化試樣的抗拉強度、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出現(xiàn)，表明試樣在拉伸過程中已有明顯的塑性變形特征。 （3）半固態(tài)等溫熱處理工藝下可以得到形狀圓整的球狀晶組織，抗拉強度、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、制動器缸蓋等消失模鑄件的試制實驗結果表明，真空低壓消失模鑄造工藝具有較強的充型能力，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，