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1、铝合金的熔体处理铝的化学性质比较活泼，熔炼过程中易与水反应、并吸氢。氢在铝合金中从液态到固态的饱和溶解度相差近17倍，这使得铝合金铸件中极易产生-和夹杂等缺陷。去除铝液中气体和夹杂，提高熔体质量，可直接提高铸铝件质量和性能。80年代末，英国FOSECO公司利用气泡浮游原理，研制出一种FDV设备，用旋转喷头自铝液底部吹入惰性气体，形成弥散分布的小气泡，大大增加了气体与熔液的接触面积和作用时间，可有效的除去氢及夹杂物，这种方法被称为RID法。用RID法处理铝液，可使铝液中的氢含量达到6*10-8以下，并能有效去除细小夹杂物。此外，英国HEPWRTH矿产化学有限公司结合气体净化和熔剂净化的优点，研制出熔剂喷射机。它以惰性气体为载体，将熔剂喷入合金液中，净化与变质同时进行。
2、先进的压铸技术
气孔和夹杂物是压铸件最常见的缺陷之一，气孔的存在降低了压铸件的力学性能、耐蚀性能和物理性能，同时还影响压铸件的气密性、可热处理性及可焊接性，降低压铸件的表面粗糙度。降低气孔率、减少夹杂物是提高压铸件性能的基础，采用无气孔压铸可使铸件进行热处理，从而大幅度提高性能。下面主要介绍目前国内外的无气孔压铸技术，如真空压铸、充氧压铸、半固态压铸、挤压压铸。
2.1、真空压铸技术
真空压铸法是将型腔中的气体抽空或部分抽空，降低型腔中的气压，以利于充型和合金熔体中气体的排除，使合金熔体在压力的作用下充填型腔，并在压力下凝固而获得致密的压铸件。真空压铸法与普通压铸法相比具有以下特点：(1)气孔率大大降低；(2)真空压铸的铸件的硬度高，微观组织细小；
(3)真空压铸件的力学性能较高。
近来，真空压铸以抽除型腔中的气体为主，主要有两种形式：(1)从模具中直接抽气；(2)置模具于真空箱中抽气。采用真空压铸时，模具的排气道位置和排气道面积的设计至关重要。排气道存在一个“临界面积”，其与型腔内抽出的气体量、抽气时间及充填时间有关。当排气道的面积大于临界面积时，真空压铸效果明显；反之，则不明显。真空系统的选择也非常重要，要求在真空泵关闭之前，型腔内的真空度可保持到充型完毕。英国的VDSprovac系统能达到有效去除气孔的目的，该系统生产的铝铸件经热处理后没有发现气孔。
2.2、充氧压铸技术
压铸件气孔中的气体绝大部分为N2和H2，几乎没有O2，主要原因是O2与活性金属发生反应生成了固体化合物，这为充氧压铸技术提供了理论基础。充氧压铸是在压铸前将氧气充入型腔，取代其中的空气。当金属液进入型腔时，一部分氧气从排气槽排出，残留的氧与金属液发生反应，生成弥散状的化合物微粒，在铸型内形成瞬间真空，从而获得无气孔的压铸件。
充氧压铸过程中，型腔内的真空是由化学反应产生的。生产中为保证安全性，应严格控制充氧量，降低型腔压力，使其与充氧压力相匹配。将真空压铸与充氧过程结合起来，使型腔处于负压状态，可获得更好的效果。在金属液充型过程中，应使金属液以弥散喷射状态充型。浇道尺寸的大小也对充氧压铸的效果有较大影响，适当的浇道尺寸既可以满足金属液以紊流形式充满铸型，又可以避免金属液温度下降得过快。化合物的高度弥散分布不会对铸件产生不利影响，反而可提高铸件的硬度，并使热处理后的组织细化。充氧压铸可用于与氧反应的Al、Mg及Zn合金。目前，采用充氧压铸可生产各种铝合金铸件，如：液压变速器壳体、加热器用热交换器、液压传动阀体、计算机用托架等。
由于充氧压铸需要附加充氧控制装置，且消耗大量氧气，增大压铸循环时间，这导致了充氧压铸件成本的提高，但因其具有优越的性能指标，对于需热处理或组焊、要求气密性高和在较高温度下使用的压铸件，充氧压铸具有技术和经济上的优越性。
2.3、半固态压铸技术
半固态压铸是在液态金属凝固时进行搅拌，在一定的冷却速度下获得约50%甚至更高固相组分的浆料，然后用浆料进行压铸的技术。半固态压铸技术目前有两种成形工艺：流变成形工艺和触变成形工艺。前者是将液态金属送入特殊设计的压射成形机筒中，由螺旋装置施加剪切使其冷却成半固态浆料，然后进行压铸。后者是将固态金属粒或碎屑送入螺旋压射成形机中，在加热和受剪切的条件下使金属颗粒变成浆料后压铸成形。
半固态压铸具有以下特点：(1)因含有50%或更高的固相成分，合金的收缩量小，同时又具有较好的流动性，便于补缩；(2)半固态合金进入型腔不流淌，紊流程度小，基本上达到全壁厚充填，卷气少，易获得无气孔铸件；(3)浇注温度低，且在搅拌时已有50%的结晶潜热散失，减少了对压室、压铸型腔和压铸机部件的热冲击，从而提高压铸型的使用寿命；(4)半固态压铸所要求的拔模斜度小，甚至零拔模斜度，减少铸件的脱型阻力，提高铸件的精度；(5)半固态合金只有在成形时才表现出流体的特性，在成形前可象固态一样搬运，便于组织机械化生产；(6)半固态合金在剪切力的作用下使固态枝晶破碎，有利于细化晶粒，改善合金组织；(7)半固态压铸铝件含气量少，可进行热处理和组焊，提高了力学性能，扩大了应用范围。半固态压铸成形工艺的关键是有效制取半固态合金浆料、精确控制固液组分的比例及半固态成形过程自动化控制的研究开发。为实现半固态成形的自动化生产，美国的VernonMangold认为需要大力发展以下几种技术：(1)具有自适性、灵活性的棒料运输；(2)精密的压铸润滑及维护；(3)可控的铸件冷却系统；(4)等离子除气及处理。
2.4、挤压压铸技术
挤压压铸又称“液态金属模压”。自Benedyk在第六届国际压铸会议上发表“SqueezeCasting”的著名论文以来，挤压铸造已得到了迅猛发展。我国的一些企业已将其应用于实际生产中，如二汽从日本引进挤压铸造机生产发动机小连杆等铝合金铸件；一汽用液锻法生产CA6102发动机活塞等。其铸件致密性好，力学性能高，且无浇冒口。
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发布时间:2021-11-21 03:59 点击:167