镁合金低压消失模铸造典型缺陷试验研究_图文

1、华中科技大学硕士学位论文镁合金低压消失模铸造典型缺陷试验研究姓名:张大付申请学位级别:硕士专业:材料加工工程指导教师:樊自田20050430摘要镁合金因密度小电子工业中的应用迅速增长成型困难的缺点低压消失模铸造新技术建立了低压消失模铸造过程中金属液充型的物理和数学模型用电极触点法记录了镁合金低压消失模铸造的充型过程粘砂等典型缺陷,分析了这些缺陷的形貌特征提出了减少和消除缺陷的工艺措施 低压消失模铸造新工艺的充型能力大大高于重力消失模铸造 低压消失模铸造能获得轮廓清晰的镁合金薄壁复杂铸件 薄壁的镁在可控的压力及气氛下充型和凝固铝涂层性能浇注系统等多方面因素 气孔等缺陷之目的.关键字 Abstra

2、ctIn the last 10 years, there is a rapid growth of application of magnesium (Mg alloys in the auto and electronic industries because of its low density and high strength-to-weight ratio, and the lost foam casting (LFC process is a precision forming technology capable of casting complicated parts wit

3、h low manufacturing costs. In order to overcome the shortcomings of melt Mg alloy quick oxidation and mould filling difficulty, the Huazhong University of Science and Technology developed a new Low Pressure- Lost Foam Casting (LP-LFC process for producing Mg alloy castings with thin-wall and complex

4、 geometries by combining benefits of LFC with the superiority of low pressure casting (LPC.This paper analyzes the principle of the LP-LFC processthe casting defects including short runs, cold laps, trapped gasbirth causes and influence factors of above defects are discussed in the articleand the ne

5、w process can largely reduce or overcome the defects of short runs and cold laps encountered in LFC. The complex thin-walled Mg alloy (or Al alloy castings can be produced perfectly by LP-LFC, so the new process is very suitable for casting Mg alloy (or Al alloy parts with high precision and complex

6、 thin-walled.In LP-LFC process, the mould filling and metal freezing are carried out under the controllable pressure and gas environment. The filling course and the defects of short runs and trapped gas are mainly depended on the pressure and flux of filling gas, foam pattern property, pouring tempe

7、rature, coating performance, gating system 1绪论1.1课题来源 50275058þºÏ½ðÏûʧģÖýÔìµÄ½çÃæ×÷ÓÃ×÷Ϊ´Ë»ù½ðÏîÄ

8、1;µÄ×Ó¿ÎÌâ·ÖÎöȱÏݵÄÐÎòÌØÕ÷ÌرðÊǽγµ²úÆ·µÄÇáÁ¿»¯Ò

9、7;Ö±ÊǸ÷ÖÖÖÆÔìÒµµÄÒ»ÏîÕ½ÂÔÐÔ¿ÎÌâ轻的镁合金材料和消失模铸造成型技术的结合正好满足了这两个方面的设计原则 比强度抗辐射能力和减震性强而且镁资源丰富 精确成形符合21世纪铸造的发展方向轻的镁合金优化结构消失模技术的最大特点是铸件设计非常灵活减少加工从产品的结构轻量化复杂特

10、别是汽车因此镁合金材料和消失模铸造技术的结合顺应了时代发展要求消失模铸造工艺的特点非常适合镁合金液态成型 华中科技大学提出了把镁合金形 成一种非常适用于优质即可控气压下真空低 压镁合金消失模精密铸造技术 镁合金消失模铸件缺陷 真空低压消失模铸造镁及其合金有如下优势8 1 2强的减震性 6高纯度镁具有更高的抗腐蚀性塑料1耐老化3 ÆäÖÐÒ»¸öÖØÒªÔ-ÒòÊÇËüµÄÒ&#

11、187;Щ²îµÄÐÔÄÜ ÏÂÃæÁоÙÁËþºÏ½ðµÄһЩ²»×ã 1有限的冷加工性能和刚性3严重的凝固收缩5某些应用场合下有限的耐腐蚀能力见表1-19 cm 14.1 13.0 12.5 12.5 - - - 泊松系数0.

12、35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.351.2.2 镁合金材料 ¶øʹÓøßÐÔÄܵĺ½¿ÕÓÃþºÏ½ðÕâÏÔʾÁ˶ÔþºÏ½ð

13、1;ª·¢µÄ±ØÒªÐÔ铝系镁合金是最基本的主流合金但在某些特定应用场合时当降低此类合金中的铝元素含量时可以开发高比强度的锻造镁合金 包括压铸镁合金Mg-Al-Mn系列 砂型铸造镁合金Mg-Si和Mg-Al-Ca-(RE等Li的加入提高了强度时就趋于平衡稳定主要目的是为了提高强度和延迟过时效变化图1-310展示了根据不同要求而开发来的不同类型的镁合金 ºÏ½ðµÄÑÓÕ¹Ð&

14、#212;Ö÷Ҫȡ¾öÓÚ½ðÊôµÄÓÐЧ»¬ÒÆϵÊýÁ¿ 这限制了低温下的延展能力498K以上其影响是很有限的还对细晶粒材料进行了大量的研究工作就是一种能获取细晶粒材料的工艺技术而且这种材料的结构比较均匀 时熔化因此提高镁合金的高温抗蠕变能力是镁合金材料得到广泛应用的关键技术之一材料科

15、学工作者开始研发具有高温性能的新型镁合金其中在用碱土金属元素如HZ22 ¶øÇÒþºÏ½ðÊÇÃÜÅÅÁù·½¾§Ìå½á¹¹´«Í³µÄºÏ½ðÇ¿»¯·½

16、·¨²¢²»Äܱ£Ö¤Ã¾ºÏ½ðÓиߵÄÐÔÄÜÇ¿»¯Ïàͨ³£ÊÇAl 2O3 ÁíÍâÒ²Äܸ

17、;ÄÉÆÈÈÅòÕÍ13,14ÕâÏ÷ ÈõÁËÇ¿»¯Ð§¹û þºÏ½ð³ÉÐ͹¤ÒÕµÄÖ÷Òª·½·

18、8;ÊÇѹÁ¦ÖýÔì ½ðÊôÐͱȽϳÉÊìµÄ¼¼Êõ 是压铸10ÈçÖý¼þÊýÁ¿ ºÏ½ðµÄÖý&#

19、212;ìÐÔµÈ Ä¿Ç° 81%是AZ91D压力铸造产品 AZ91D压铸产品比例降为67%镁合金压力铸造有很多优点 567不适合焊接晶粒均匀度 同时 挤压铸造中 柱塞头始终与液体保持接触挤压铸造镁合金零件内部没有气孔但生产率很低 首先由连续铸造工艺生产半固态金属棒坯然后把金属棒切成等长度的金属锭 最后压铸成型的内部结构已经在多种合金上进行试验研究 1.2.4 镁合金在现代工业中的应用两次世界大战中镁得到了广阔的应用大战后镁消耗降为10000吨/年19 Ö÷Òª&

20、#202;Ç¿ÕÀä·¢¶¯»úµÄ¸×ÌåºÍ³ÝÂÖÏäÌå þºÏ½ðÔÚ´óÖÚÆû³µÉÏµÄ Ó¦

21、;ÓÃÖð½¥¼õÈõÆû³µ¹¤Òµ³öÓÚ½ÚÄܺͻ·±£µÄ¿¼ÂǶÔþ¼°ÆäºÏ½ð

22、;µÄÐèÇó³Ê ÏÖ³ö¿ìËÙ¼Ó¹¤³ÉÐμ¼Êõ·½ÃæÈ¡µÃÁËһϵÁÐÍ»ÆÆ´

23、3;´ó´Ù½øÁËþºÏ½ðÔÚÆû³µ 汽车设计除考虑提高安全性还要改善动力震动随着关于限制和减少汽车气体排放法律的建立改进设计方法如提高零部件的集成度采用高塑性的镁合金可以提高汽车抗震性及图1-4半固态铸造工艺原理图耐碰撞性能提高汽车的安全性和可操作性相应的减少废气排放量1998年镁年消耗上升到36000吨1997至2002年GMÈçͼ1-520所

24、示 到目前为止镁合金典型应用包括座椅框架轮毂 目前VW ÁíÒ»·½Ãæ þºÏ½ðB80手动变速箱相对于铝合金而言镁合金也用于轿车底盘的应用支撑架等是重力金属型铸造的保时捷镁合金车轮AM60B跑车和赛 车用的镁合金车轮比普通轿车车轮有完全不同的质量要求在汽车动力系方面BWM见图1-7 a宝马轿车镁合金在国内主要是热室压铸和半固态法中的流变成型太原富士康深圳东运镁业等 汽车方向盘1.3 消失模铸造技术及其应用1.3.1 消失模铸造的发展简史美国是消失模铸

25、造美国人H.F.Shroyer最早用泡沫板材加工的模样也是美国人M.C. Flemings第一个用干砂和泡沫模样生产铸件直到20世纪80年代初专利期满后获得成功后生产率达180型/h ͨÓÃÆû³µ¹«Ë¾ÔÚSaturn建成10万平方米分别生产四缸铝合金缸体这时2001年通用汽车所属的Saginaw Metal Casting Operation(简称SMCO消失模铸造生产线正式投产SMCO是世界上最先进日产198.6kW(270马力直列式运动跑车六缸

26、铝合金缸体和缸盖各2100件美国仍是世界上LFC技术执牛耳者轿车机床欧洲的消失模铸造技术发展比美国晚意大利菲亚特公司在都灵建成当时欧洲最大的消失模铸造车间 500015000tÿÌìÉú²ú1500只缸盖 全车间只有10余名生产工人t/年19972000年增长速度 1是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模 型簇在负压下浇注凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法27 消失模铸造每生产一个铸件就消耗一个泡沫模样芯 2 1 LFC是一种近无余量采用遇金属液即消失的泡沫塑料作模样模样无起模斜度 铸件尺寸精度和表面粗糙度分

27、别可达到CT5CT7ÓÉÓÚ³äÌîÉ°²ÉÓøÉÉ°Öý¼þ·ÏÆ·ÂÊÏÔÖøϽµ µÍÎÂϾ۱½ÒÒ&

28、#207;©Í¬Ê±²úÉúÓлúÅÅ·ÅÎïµÄʱ¼ä¶Ì¿É²ÉÓøºÑ¹³éÎüʽȼÉÕ¾»&

29、#187;¯Æ÷´¦ÀíLFC 法的噪声易实现机械化原先由多个零件加工组装的构件 而且可以省去型芯 如图1-9所示 4金属液的流动前沿是热解的消失模产物如果金属充型过程中热解产物不能顺利排除 增碳等缺陷 要求有一定的生产批量模样组装示意图b引擎缸体模样片组装 重力浇注压力凝固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其特点是充入10个标准大气压是金属型铝合金铸件的1/1028 消失模真空吸铸填入干 砂升液管置入金属液内金属液在压差的作用下上升并代替模样族 镁合金低压消失模铸

30、造技术 低压铸造技术结合起来取得了国家发明专利本课题研究是该技术研究的重要组成部分1铸钢铜合金等都 可以用LFC法生产铝合金的消失模铸造 德而在我国2001年生产的68000吨消失模铸件中2²îËÙÆ÷±ÃÌå¹ÜµÀÁ¬½Ó¼þ铸件大小和壁厚最适合的铸件质量通常从几公斤至几百公斤可生产质量为几吨一般要求最小壁厚至少有3颗粒珠生产批量要求铸件有一定的生产批量 5»ú¼

31、Ó¹¤Á¿Ô½´óµÄÖý¼þ Ó봫ͳÖýÔ칤 ÒÕÏà±È一些压铸产品正在向消失模铸造法转移从结构设计角度可降低产品重量图1-12 ͨÓÃV ortec3.5L 轻卡发动机直列6缸缸体缸体b铸造工艺356铝合金缸体2

32、4¸×¸Ç29.9产品简介缸体缸盖采用消失模铸造法设计制造新的铝合金缸体比铸铁产品轻20磅动力缸体中直接铸出了油道没有了钻孔 在整个生产中新的铝合金缸盖重量减轻了13磅3个空气喷射反应器油道消除了密封塞整个制造中用消失模法设计制造的V ortec 4200系列六缸发动机 和 1.3.4 普通消失模铸造缺陷 Ö±½Ó¹Û²ìÖý¼þÖ»°üÀ¨È±Ï

33、ݵÄÐÎ×´¶ÔȱÏÝ ½øÐмø±ðÊÂʵÉÏ ÒòΪËüÊǿ͹۵Äÿһ´óÀà

34、1;ÃÒ»¸ö×Öĸ±íʾC裂纹D表面缺陷类G夹杂 物和金相组织不合格类每一分组中的第三个数字代表一个特定的缺陷内部气孔缺陷 ÏûʧģÖý¸Ö¼þÖÐÅÝÄ-Ä£Ñù²ÄÁ϶¼Ê&

35、#199;º¬Ì¼Á¿ºÜ¸ßµÄ¸ß·Ö×Ó²ÄÁÏÒ»²¿·Öͨ¹ýÍ¿ÁϲãÏò¸ÉÉ°ÐÍÖÐÀ&

36、#169;É¢²ÉÓÃEPMMA或共聚料STMMA作为模样材料是十分有效的铸件皱皮缺陷32铸件的表面 缺陷在金属液的表面汇聚一层未热解和热解不充分的沥青状粘稠液体当这层很薄的硬皮被后续流动的金属液冲破时铸铝件针孔缺陷铝合金吸气严重倾向糊状凝固 气孔 ÏÖÔÚ¾ßÓÐÕâÖÖ¹¦ÄܵÄÈí¼þ°ü&

37、#192;¨ÃÀ¹úUES 公司的ProcastTM 软件德国Magama等产品 a流动场模拟b温度场模拟c预测的缺陷图1-13Flow3D对消失模薄壁壳体件的铸造工艺模拟d实际的缺陷e缺陷放大缺陷 位置1.4 镁合金消失模铸造研究进展初步试验研究表明引起了人们的研究热情 AFS¹ú¼ÒʵÑéÊÒ µÄÓйØÈËÊ¿¶Ô&#

38、212;ÚÆû³µºÍÉÌÒµÉÏÓÅÖʵķÇѹÖýþºÏ½ðÖý¼þÁìÓòµÄÑо¿Ìá³ö&#

39、212;¤½¨Òé Ñо¿ÄÚÈÝ°üÀ¨ÇâµÄÓ°ÏìÖýÐͺÍζȵÄζȽçÃæ»úе&

40、#208;ÔÄܵÄÓÅ»¯µÈ38 ÃÀ¹úÖýÔìÐ-»á 2003年4月没有了以前试验中出现的浇不足和其他的浇注失败现象39 ²ÉÓñê×¼¹¤ÒÕ¶ÔAZ91E镁合金进行熔化对高温金属液进行除渣 图1-14b是被含有阻燃剂窗体件图

41、1-14AFS 成功重力浇注的镁合金消失模壳体 件分别重1.5kg和0.45kgÆð³õµÄ½½ÖýÊÔÑéºÜ³É¹¦ ³äÐÍʱ¼äΪ6-8秒一些铸件中有氧化膜存在 甚至更高这项工作证实了消失模铸造适合于镁合金铸件铸造 随着今后更深入的研究工作 1 镁(铝合金真空低压消失模铸造方法及其设备金

42、属液在真空和气压的双重作用下浇注充 型 冷隔等缺陷薄壁复杂镁合金铸件的一种好的方法40 2 ¸ù¾ÝÊÔÑé½á¹ûÖý¸ÖÏûʧģÖýÔìÑо¿ÒѾ-Óм¸Ê®Äêµ&

43、#196;Àúʷʵ¼ÊÉÏʹþºÏ½ðÏûʧģÖýÔìÖвúÉúÁ˺ܶàÎÊÌâ量小复杂冷隔等缺陷必将具有自己的特点 一方面可以克服普通砂型铸

44、造也可能出现一些新的铸造缺陷因此为镁合金在真空低压消失模铸造新工艺技术及重力消失模铸造的实际应用奠定基础重点是低压浇注条件下存在的一些主要缺陷并提出消除缺陷的措施12种类皮 下气孔给出气孔形成过程的模型 4并提出相应的防治方法2 镁合金低压消失模铸造工艺原理及实验方案2.1 镁合金低压消失模铸造工艺原理镁合金普通重力消失模铸造工艺烘干重力浇注其不同的地方是镁合金的熔化和浇注增强了高温熔体的防氧化防燃处理重力下镁合金消失模铸造很容易产生浇不足 开发了应用于复杂 镁(铝合金真空低压消失模铸造方法及其设备下面简单介绍一下镁合金低压消失模铸造工 艺的原理 2.1.1 低压消失模铸造工艺原理低压消失模铸

45、造工艺原理如图2-1所示上方是消失模砂箱的放置位置 经振动紧实后的消失模铸型砂箱或推入液态镁合金在可控气压下完成升液 一定性质的液态镁合金涂层透气性内浇口尺寸等因素其充型原理及物理模型可简化如图2-2所示以i-i g h gv p H g v p h +=+2222222111 2-1ã1为1-1面金属液的重度作 用于液面上的压力和金属液面上升的速度充型前沿 HÖýÐÍÖнðÊôÒºµÄ³äÐ͸

46、;߶ȺÍÛáÛöÄÚ½ðÊôÒºµÄ¸ß¶È AQv = Q 2相等2-3中合并式2-3 2-4 2-5 中即 金属液与泡沫模样之间的间隙气体的压力该气化速度又决定于泡沫模样材料的性质间隙气体的压力p 2可近似为2-6 中p c 为真空度 p T 为常数设式2-4dh/dt=v 1则 2-8设金属液的充型速度v趋于匀速且ã1=ã2 =ã

47、;主要取决于升压常数k pÖýÐ͵ijäÐÍËÙ¶Èv 坩埚及铸件的截面积A1和A2 »¹¾ß±¸ÈçÏÂÌصãºÍÓÅÊÆ 1Ïû³ýÁËþºÏ

48、9;ðÖØÁ¦ÏûʧģÖýÔì³£³öÏֵĽ½²»×ãȱÏÝ 2±ÜÃâÎÉÁ÷ 3³ÉÆ·Âʸß

49、 4Ïû³ýÁËҺ̬þºÏ½ð³äÐÍʱµÄÑõ»¯È¼ÉÕÏÖÏó 5¶øÓëÉ°ÐÍÖýÔìÏ&#

50、224;±È Éú²úÂʸߵÄÓÅÊÆ 6Õæ¿Õ¶È¶øÔÚµÍѹÏûʧģ ÖýÔìÖÐ ³äÐÍËÙ

51、82;È¿ÉÒÔ±»¿ØÖÆ ÓÖÄܹ»Ê¹½ðÊôÒºÔÚÒ»¶¨µÄѹÁ¦ÏÂ凝固薄壁在汽车2.2 镁合金熔炼及保护2.2.1 熔化设备和工具熔炼镁合金而且需要穿上钢保护层的工作靴半臂长耐热手套和装有护

52、脸罩的帽子护罩必须涂色以减少对眼睛的伤害炉子底部安装一个紧急排放出口防止事故发生保护气体传输系统这样可以维持熔体上方的保护气氛 浇包以免铌污染了镁熔体由于低碳钢价格便宜由于铸铁坩埚含过高的硅硅是镁合金不希望有的杂质放入熔融的熔剂中进行洗涤 并能迅速地与氮气4648 在重力浇注时 应撒硫磺粉或硫磺-硼酸的粉状混合物 1 熔剂成分见表2-1 表2-1 熔化镁合金的熔剂成分序号MgCl 2 KCl NaCl CaCl 2 CaF2 BaCl 2MgO 1 60 40 - - - - - 2 43 43 9 5 - - - 3 34 55 - - 2 9 - 4 41 32 20 - 6 - 1 5-

53、40401010-CO 2和干燥空气的混合物 SF 60.5%在镁合金熔化和保温的过程中充满镁合金熔体液面上方 保护气中的空气来源于现场的压缩机 其他气体也通过各自的量程适当的流量计2-滤油减压器5-聚油过滤器8-减压阀11-SF6气瓶15,21,22-流量计23-镁熔体 被搅拌完全混合一个用于保护坩埚里的镁合金熔体 氢在固相和液相中的溶解度相差不是太大需要吹起精炼要撒入足够的熔剂进行精炼 最好在细化晶粒前后进行两次精炼 把氩气通入到镁合金熔体里 预热装有多孔石墨塞的除气棒适当的氩气流速除气时间大约是30分钟关闭气源形成了一定含量的氢气假设吸收效率是10%Ò×Ó&

54、#218;±¬Õ¨ ¿ÉÒÔÏàÓ¦µØ½µµÍºÏ½ðÒºÖеĺ¬ÇâÁ¿ 90ppm 保证了无大气泡的形成流量计和除气棒之间的导管外面包有不锈钢护套 含锆镁合金含铝镁合金有如下细化晶粒的方法1 间这些微粒成为了形核剂相的数目氧化问题严重2不足是3处理C

55、Cl4×÷ΪÐκ˼Á ÔÚ±¾Ñо¿ÖоÍÊÇÓô˷½·¨ ÊÔÑéÖвÉÈ¡ÁËÈçÏ´&

56、#235;Ê© 1不要使用过高的浇注温度3熔化保温炉不应有大的温度降低 有害元素的金属间 化合物而Mn不能完全恢复到镁液中4平稳充型61可以通过撇渣以清除2充型气体控制砂箱气体控制如图2-7所示电机通电后图2-8为震动台和用于排气管造型砂箱 2.3.2 模样及产品在整个试验研究中即电机外壳和发动机排气管 (1 薄板窗体薄板窗体几何结构分析其厚度均为8mm200mm1 正方形板200ÐÎÌå¼òµ¥ ʹÐÎÌå±ä&

57、#181;ø´ÔÓ5mm 8mm Àä¸ôÈçͼ2-10¾ùÓÃÄÚ½½µÀ°Ñ½×ÌÝÄ£ÑùºÍÊ®×Ö×ùÏàÁ¬阶梯模样的放置方式有两种m

58、ma金属液从薄壁向厚壁方向流动3此阶梯模样的设计是为了研究镁合金低压消失模铸造气孔缺陷(3 电机外壳试样电机外壳214mm Àß¼âºó½ö2.5mm 散热片薄 (4 发动机排气管排气管6个进气孔和2个排气孔空心给出了低压消失模铸造金属液充型的物理数学模型变质处理和熔体保护等薄板窗体及其他们的结构特点3镁合金低压消失模铸造浇不足 一个必要条件是金属液能充分填满型腔铸件轮廓不完整如图3-131在国际铸造缺陷分类中中的 当金属流未完全熔合使铸件断面出现不连续的缝隙这是一种在外观上与浇不到不同类裂 纹比较严重时在国际铸件

59、缺陷分类中冷隔类C ¶¼ÊÇÓÉÓÚ½ðÊôÒº½½×¢Ê±³äÐÍÄÜÁ¦²îµ¼Öµļ´Ò»°ãÓÃÈâÑÛ&#

60、190;ÍÄܹ۲쵽±¡±Ú´¦aC311冷隔在铸件水平方向出现熔合不良的冷隔缝棱不完整bE121严重浇不到多股金属液汇聚处在传统砂型铸造中铸型除上述因素外泡沫模样需要吸热以裂解 铸铁铸钢消失模铸造因密度大 但镁合金铸造中浇不足和冷隔缺陷倾向比较严重 镁合金与铝合金相比使镁合金消失模铸造中浇不足缺陷更为复杂化分析缺陷特征及影响因素 因此在本研究中将浇不足和冷隔缺陷放在一起分析并和重力浇注结果做比较 观察试验结果形成过程和形成原因首先在常规重

61、力下进行了浇注试验电机外壳模样及它们的几何结构特点在第2章已做了简单介绍1 720重力下浇注薄板窗体模样的实验参数见表3-1 石英干砂GFN 40-70自制铸铝用涂层厚0.5mm20g/dm3重力顶注消失模薄板窗体时 铝合金薄板窗体侧面的细长方条中间未浇到可见 铝合金薄板窗体簇均有浇不足现象2石英干砂 GFN 40-70自制铸铝用涂层厚0.5mm20g/dm 3重力浇注镁合金浇注工艺及浇注结果图3-4b ¶øÇҺܶàÉ¢ÈÈƬµÄ

62、¼â¶ËҲδÖý³ö标记点 图3-4镁合金电机壳重力底注工艺及浇注结果a3.2.2 低压消失模浇注试验及结果 2m 3/h-0.05MPa石英干砂 GFN 40-70 自制铸铝用 涂层厚0.5mm20g/dm 3真空低压浇注充型时的气瓶出口压力为2MPa Õû¸ö´°ÌåÍâÐÍÂÖÀªÍê&#

63、213;ûÇåÎú24m 3/h-0.05MPa石英干砂 GFN 40-70自制铸铝用 涂层厚0.5mm20g/dm 3低压浇注的镁合金电机外壳如图3-6所示显然 不仅整体上没有缺损铝合金图3-5低压消失模铸造的铝镁合金薄板窗体实物 3.2.3 薄板窗体和电机壳充型流动测试据测试 点的时间记录描绘了金属液在窗体模样中的流动情况 图3-6低压消失模铸造镁合金电机外壳a246810121234567891011测试点时间图3-7薄板窗体消失模充型流动测试 14 金属液从内浇道开始进入至电机壳模样完全充满用了约(13.5-9.28s 即4.22s就达

64、到了模样上部使金属液的 流动方向发生改变即降低了流动速度阻碍了金属液的前进长方形支脚上部的5处极可能出现浇不足缺陷冷隔缺陷特征分析金属液充型时还可多流股填充单股金属前沿浇不足 根据表面形态和充填模式结合前人对消失模铸造浇不足 的分析145间 液前沿的背压过大以致克服了金属液的驱动力而停止流动浇不足缺陷也常常表现出如图3-9b 描述的反常外观 2 1 图3-9镁合金消失模铸造单股液流前沿欠浇缺陷图解c能量损失导致金属液前沿停止流动充型中产生的背压导致的金属液前沿瞬间停止单向一维浇不到缺陷实物图3-10棱角浇不到缺陷a位于铸件棱边的浇不足缺陷图解b形成浇不足缺陷的流动状态图解c液态裂解产物移动和积

65、聚过程图解d棱角浇不到实物两股金属液前沿在相遇而在铸件棱边处形成浇不足缺陷 金属液填充完圆柱 后向薄壁尾部流动 3.3.3多金属前沿汇聚浇不足 当填充铸件的最后区域这种情况下就会形成 了冷隔图3-14是缺陷的几种形式边缘冷隔c¶Ô½ÓÀä¸ô±íÃæÐÎòb 3.4镁合金消失模铸造浇不足 合金的流动性是指液态金属的流动能力充填铸型的能力就越强反之影响合金流动性的因素包括合金在消失模铸造中涂层在本研究中对AZ91D 镁合金消失模铸造中的

66、浇不足模样铸件结构3.4.1 合金种类在低压消失模铸造薄板窗体中如图3-3 Ò»²¿·ÖÈÈÁ¿ÓÃÓÚÆø»¯Ä£ÑùµÍ±È ÈÈÉ¢ÈȺÍÀäÈ´½Ï¿ì¼

67、80;¹èÉ°ÖýÐÍΪ°ëÎÞÏÞ´óƽ°å´«ÈÈÌå½ðÊôÊÇÎÞ¹ýÈȵĸßδ¿Ã

68、90;ºÍ´¿ÂÁÀä¸ôȱÏÝa ½½²»×ã bÀä¸ô cȱƤ面无热阻在上面给定条件和假设的情况下21tT T C k AQ i M p (= 3-2 代入3-33-41224=(p iM f m C k T T H M t 表3-4 凝固模型中参数含义及值参数 含义 材料 值 Q 热流 / / A 界面面

69、积 / / k导热系数硅砂铸型0.52W/mK m 密度Aluminum 2702kg/m 3 Magnesium 362000J/kg H f 熔化潜热 Aluminum 389000J/kg M凝固层厚度NA0.004m将表3-4中的数值代入凝固时间t=0.69分钟在相同的条件下提高镁合金浇注温度随着温度的提高 另一方面另外凝固区间约125 Ä£ÑùµÄ¼¸ºÎ½á¹¹ºÍÁѽâÌ

70、ØÐԴӺܴó³Ì¶ÈÉÏÓ°Ïì׎ðÊôÒºµÄ³äÐÍÁ÷¶¯·½Ê½1¸ßÃܶÈÄ£Ñ

71、;ùµ¼Ö¸ü¶àÁѽâµÄÆø̬²úÎïÔÚ³äÂú֮ǰ¸ü¶àµÄÈÈÁ¿Ëðʧµ½Ð

72、;ÍÉ°ÖÐÒò´Ë¶Ô½ðÊôҺǰÑصļ¤Àä×÷ÓøüΪÃ÷ÏÔ2 ÕôÆûѹµÍ¶È

73、00;ÛºÏÕâÑù½ðÊôÒºµÄÁ÷¶¯¸ü³©Í¨ 3 ½ðÊôÒºÔÚÁ÷¶¯Ê±×èÁ¦¾ÍÔö¼Ó

74、´°ÌåÄ£Ñù Àä¸ôȱÏݳýÁËÇ¿¶ÈÒªÇóÍâÆäËû¸½¼ÓÎïµÈÓÐ¹Ø µ¼Öµ͵ÄÌî³&#