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压力消失模铸造技术简介

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:压力消失模铸造技术是消失模铸造技术与压力凝固结晶技术相结合的铸造新技术,它是在带砂箱的压力灌中,浇注金属液使泡沫塑料汽化消失后,迅速密封压力灌,并通入一定压力的气体,使金属液在压力下凝固结晶成形的铸造方法。图4-16所示为不同压力下凝固铝合金消失模试样的横截面照片和对应二色图。其中,0.5MPa压力下凝固的ZL101铝合金试样与常压下消失模铸造试样比较,抗拉强度从137MPa提高到了177MPa,提高了33.9%。

压力消失模铸造技术简介

压力消失模铸造技术是消失模铸造技术与压力凝固结晶技术相结合的铸造新技术,它是在带砂箱的压力灌中,浇注金属液使泡沫塑料汽化消失后,迅速密封压力灌,并通入一定压力的气体,使金属液在压力下凝固结晶成形的铸造方法。这种铸造技术的特点是能够显著减少铸件中的缩孔、缩松、气孔等铸造缺陷,提高铸件致密度,改善铸件力学性能。这是因为在加压凝固时,外力对枝晶间液相金属的挤滤作用而使初凝枝晶发生显微变形,并且大幅度提高了冒口的补缩能力,使铸件内部缩松得到改善。另外,加压凝固使析出氢需更高的内压力才能形核形成气泡,从而抑制针孔的形成,同时压力增加了气体在固相合金中的溶解度,使可能析出的气泡减少。

图4-16所示为不同压力下凝固铝合金消失模试样的横截面照片和对应二色图。由图4-16可以看出,随着施加压力的增加,ZL101铝合金铸件断面孔隙率显著降低,铸件不断变得致密。图4-17所示为不同外加压力对ZL101铝合金抗拉强度伸长率的影响。由图4-17可看出,随着外加压力的增大,试样的抗拉强度、断后伸长率逐渐提高。当外加压力达到0.5MPa以上时,抗拉强度提高幅度逐渐减缓。其中,0.5MPa压力下凝固的ZL101铝合金试样与常压下消失模铸造试样比较,抗拉强度从137MPa提高到了177MPa,提高了33.9%。

美国的Mercury Castings公司建立了第一条工业上自动化程度很高的压力凝固消失模铸造生产线(见图4-18),以降低铝合金铸件的气孔率。其特点是,重力浇注后,将装有砂箱的压力容器密封,让铝合金液体在1.01MPa(10atm)的压力下凝固,产生的缩孔和气孔程度是传统消失模铝合金铸件的1/100,是金属型铝合金铸件的1/10。

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图4-16 不同压力下凝固铝合金消失模试样横截面照片和对应二色图

a)0MPa b)0.2MPa c)0.4MPa d)0.6MPa(www.xing528.com)

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图4-17 外加压力对ZL101试样抗拉强度与断后伸长率的影响

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图4-18 Mercury Castings公司的全自动化压力凝固消失模铸造生产线

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