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镁课堂提示七十三半固态成形坯料制备二

2019-04-11 04:43:34来源:励志吧0次阅读

电磁搅拌法克服了机械法的一些缺点,成为制备半固态成形坯料的主要工艺,在铝、镁合金零件半固态成形中获得了较多的应用。

电磁搅拌法

此法是利用旋转电磁场在金属熔体中产生感应电流,熔体便在洛伦兹力作用下产生运动,搅拌熔体。这是非接触式的搅拌工艺,克服了机械搅拌法的一些缺点。从搅拌时熔体的流动方式来分有水平式的与垂直式的,从旋转磁场产生的方式来分有交变磁场与永磁场的。

电磁搅拌法的主要工艺参数有:搅拌功率、冷却速度、熔体温度、浇注速度。镁熔体在电磁搅拌时产生三维流动星力手机打鱼
,搅拌效果有较大提高,锭坯组织为球状等轴晶,细小均匀,平均尺寸通常可达60m,克服了机械搅拌的缺点,不污染熔体和浆料,不卷入气体,可实现连续铸造,生产效率高,工艺参数易控制拖链专用电缆
,不过设备投资大,工艺复杂,生产成本高,适于大批量生产,也不能生产直径大于150mm的锭坯,同时锭坯内外层组织有一定差别。

当前获得旋转磁场的方法有三种:向结晶器外线圈通以交变电流,利用其端部效应产生强列的电磁搅拌;在结晶器外装设两极定子,以产生搅拌熔体磁场;在结晶器外装设旋转磁铁产生搅拌磁场。与多相电机定子相比,磁铁感应器并不算大,因而现有的标准半连续铸造机不需作大的改造即可装设。不过为了延长搅拌时间,感应器制得相当高,约700mm;电能消耗低,为2kWh/t左右,因为磁场是磁铁产生的,无任何作用与反作用能耗,功率因素几乎等于1,设备投资低。

电磁搅拌效果除与剪切速率有关外,控制显微组织关键因素是熔体放热率,也就是说,应精心严格控制熔体温度、冷却强度、铸造速度、润滑方式、润滑剂流量等工艺参数。

固相法

此法是以粉末冶金法、喷射沉积法制备等轴球形晶粒组织的合金锭坯,将其加热到半固态温度,以获得具有球状晶体悬浮于熔体中的半固态浆料;或是采用挤压、拉拔、轧制、锻造、扭转等工艺将常规铸造的合金锭强烈地塑性变形,破坏锭的枝晶组织,然后将其加热再结晶温度以上的某一温度使之再结晶,获得细小的球形等轴晶组织,随后将坯料加热到固-液两相线之间的温度形成半固态浆料,该法又被称为应变诱发激活法(Strain-induced melt activation,简称SIMA)。与其他工艺相比,它增加了一道压力加工变形与再结晶退火,且只适合制造直径60mm的坯料。

中国江苏豪然喷射成形合金有限公司位于江苏镇江新区,是中国的以喷射沉积法商业化生产金属锭坯的企业,可以生产微米级与纳米级的均匀的球形半固态成形锭坯,有圆形坯、扁形坯与管坯,锭坯尺寸广,同时不受合金成分限制,有些无法用常规铸锭铸造的合金,可较易地用喷射沉积法生产。豪然喷射成形合金有限公司的高技术产品已在航空航天器、武器与军工装备方面获得了应用,并正在开发新的应用领域。

豪然喷射成形合金有限公司成立于2008年,研发制造了一批高端合金材料,填补了国内多项空白,打破了国外的技术封锁,为国内航空航天、军工等高端制造业发展,提供了一批又一批高强高韧高温轻质材料,在它们的装备制造中起了关键性作用。当前,该公司握有自主发明的喷射成形工艺专利,成为该领域行业标准制定者,并拥有自主发明的喷射成形装备及自动控制系统,被认定为江苏省首台套重大装备及关键部件。

其他方法

控制熔体凝固速度,添加晶粒细化剂或变质剂,可以抑制枝晶生长雨披
,可形成球状晶粒组织,再加热到固-液两相区温度也可以获得半固态坯料。采用此法在实验成功地制造出半固态AZ91D合金半固态料,主要工艺参数为:细化剂种类及加入量,熔体温度与保温时间等。

近些年来,又研发成功一些新的制备等轴晶组织半固态锭坯工艺,如浇注温度控制法、超声波处理法、剪切-冷却-滚动法等。挪威海德鲁铝业公司(Hydro Aluminium Com.)采用添加晶粒细化剂与特殊凝固条件相结合的工艺制得了球形细晶粒组织AZ91合金半固态坯料。

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