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镁合金技术革新


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技术革新

最近,日本宇部公司在挤压铸造机上进行了铝合金和镁合金的半固态挤压铸造方面的研发工作。其开发的半固态新工艺流程是:首先将金属液在高精度控温式熔化保温炉中熔化,在稍高于合金熔点温度下浇入用于保温的中间容器中,然后通过控制气流,将中间容器中的半液态金属的温度调节到所要求的温度,并防止过冷,随后将中间容器中的半固态浆料倒置注入倾斜杯中,这样就可使氧化层保留在杯中挤压头的表面,以防进入铸件中;然后,挤压头将半固态浆料压入型腔中成形,以实现压力下凝固成铸件。用此种工艺生产的铸件,比常规挤压铸造有更致密的组织和更好的性能,并且可以成形更薄壁的铸件。

挤压铸造,又称液态模锻,是一种使液态或半固态金属在高压下充型和凝固的精确成形铸造技术。这种工艺有效地提高了铸件的补缩和成形能力,具有避免或减少气孔等铸件缺陷,提高铸件力学性能,适用范围广,节约能源等优点。目前,这种工艺在国际上已经广泛用于汽车、摩托车等重要安全和高性能零件的生产,在能源日趋紧张和力学性能要求日益提高的将来具有重要的应用前景。

挤压铸造设备的改进是挤压铸造工艺得以推广的重要条件。目前,世界各国进行挤压铸造生产的各种液压机大致有1000台,先进的专用挤压铸造设备主要分布在日、美等发达国家,以日本最多。挤压铸造机大致发展成三类:垂直合模垂直挤压式;水平合模水平挤压式;水平合模垂直挤压式。挤压铸造设备的研发主要集中在以下几个方面:(1)挤压铸造方式从传统的直接挤压和间接挤压单一方式走向复合化,兼有两种方式的优点,形成适用范围更广的新型挤压铸造工艺。又如,与压铸及半固态铸造方式相融合,形成挤压压铸工艺和半固态挤压铸造。(2)浇注方式及浇注系统装置注重提高浇注的自动化水平和改善浇注条件,开发出高精度的液压控制阀和闭环控制的压射系统,建立专用高效的浇注系统。(3)合模力规格多样化,对压射系统的压力控制方法进行改进,提高其控制精度及稳定性,实现对挤压过程的精确控制;拓宽设备挤压速度和挤压压力的范围。

关于挤压铸造新产品的开发,各国均遵循如下方向:(1)取代常规的压铸工艺,使其有更致密的组织,可固溶热处理,并提高其力学性能或提高其耐磨性、抗渗漏性;(2)取代砂型、金属型铸造,使铸件内部组织更致密,表面轮廓更清晰,尺寸精度更高;(3)取代锻造、热挤压等工艺,以降低成本,简化工艺。近年来,世界各国对挤压铸造铝基复合材料的研究工作十分活跃,由于挤压铸造工艺是制备金属基复合材料最廉价又适合大批量生产的一种很实用的工艺方法,因此备受关注。

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