1,、鋁合金的熔體處理
鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,，熔煉過(guò)程中易與水反應(yīng),、并吸氫,。氫在鋁合金中從液態(tài)到固態(tài)的飽和溶解度相差近17倍，這使得鋁合金鑄件中極易產(chǎn)生-和夾雜等缺陷,。去除鋁液中氣體和夾雜,，提高熔體質(zhì)量，可直接提高鑄鋁件
質(zhì)量和性能,。80年代末,，英國(guó)FOSECO公司利用氣泡浮游原理，研制出一種FDV設(shè)備,，用旋轉(zhuǎn)噴頭自鋁液底部吹入惰性氣體,，形成彌散分布的小氣泡，大大增加了氣體與熔液的接觸面積和作用時(shí)間,，可有效的除去氫及夾雜物,，這種方法被稱為RID法。用RID法處理鋁液,，可使鋁液中的氫含量達(dá)到6*10-8以下,，并能有效去除細(xì)小夾雜物。此外,，英國(guó)HEPWRTH礦產(chǎn)化學(xué)有限公司結(jié)合氣體凈化和熔劑凈化的優(yōu)點(diǎn),，研制出熔劑噴射機(jī)。它以惰性氣體為載體,，將熔劑噴入合金液中,，凈化與變質(zhì)同時(shí)進(jìn)行。
2,、先進(jìn)的壓鑄技術(shù)
氣孔和夾雜物是壓鑄件最常見(jiàn)的缺陷之一,，氣孔的存在降低了壓鑄件的力學(xué)性能、耐蝕性能和物理性能,，同時(shí)還影響壓鑄件的氣密性,、可熱處理性及可焊接性，降低壓鑄件的表面粗糙度,。降低氣孔率,、減少夾雜物是提高壓鑄件性能的基礎(chǔ)，采用無(wú)氣孔壓鑄可使鑄件進(jìn)行熱處理，從而大幅度提高性能,。下面主要介紹目前國(guó)內(nèi)外的無(wú)氣孔壓鑄技術(shù),，如真空壓鑄、充氧壓鑄,、半固態(tài)壓鑄,、擠壓壓鑄。
2.1,、真空壓鑄技術(shù)
真空壓鑄法是將型腔中的氣體抽空或部分抽空,，降低型腔中的氣壓，以利于充型和合金熔體中氣體的排除,，使合金熔體在壓力的作用下充填型腔,，并在壓力下凝固而獲得致密的壓鑄件。真空壓鑄法與普通壓鑄法相比具有以下特點(diǎn)：(1)氣孔率大大降低,；(2)真空壓鑄的鑄件的硬度高,，微觀組織細(xì)小,；
(3)真空壓鑄件的力學(xué)性能較高,。
近來(lái)，真空壓鑄以抽除型腔中的氣體為主,，主要有兩種形式：(1)從模具中直接抽氣,；(2)置模具于真空箱中抽氣。采用真空壓鑄時(shí),，模具的排氣道位置和排氣道面積的設(shè)計(jì)至關(guān)重要,。排氣道存在一個(gè)“臨界面積”，其與型腔內(nèi)抽出的氣體量,、抽氣時(shí)間及充填時(shí)間有關(guān),。當(dāng)排氣道的面積大于臨界面積時(shí)，真空壓鑄效果明顯,；反之,，則不明顯。真空系統(tǒng)的選擇也非常重要,，要求在真空泵關(guān)閉之前,，型腔內(nèi)的真空度可保持到充型完畢。英國(guó)的VDSprovac系統(tǒng)能達(dá)到有效去除氣孔的目的,，該系統(tǒng)生產(chǎn)的鋁鑄件
經(jīng)熱處理后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)氣孔,。
2.2、充氧壓鑄技術(shù)
壓鑄件氣孔中的氣體絕大部分為N2和H2,，幾乎沒(méi)有O2,，主要原因是O2與活性金屬發(fā)生反應(yīng)生成了固體化合物,，這為充氧壓鑄技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)。充氧壓鑄是在壓鑄前將氧氣充入型腔,，取代其中的空氣,。當(dāng)金屬液進(jìn)入型腔時(shí)，一部分氧氣從排氣槽排出,，殘留的氧與金屬液發(fā)生反應(yīng),，生成彌散狀的化合物微粒，在鑄型內(nèi)形成瞬間真空,，從而獲得無(wú)氣孔的壓鑄件。
充氧壓鑄過(guò)程中,，型腔內(nèi)的真空是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的,。生產(chǎn)中為保證安全性，應(yīng)嚴(yán)格控制充氧量,，降低型腔壓力,，使其與充氧壓力相匹配。將真空壓鑄與充氧過(guò)程結(jié)合起來(lái),，使型腔處于負(fù)壓狀態(tài),，可獲得更好的效果。在金屬液充型過(guò)程中,，應(yīng)使金屬液以彌散噴射狀態(tài)充型,。澆道尺寸的大小也對(duì)充氧壓鑄的效果有較大影響，適當(dāng)?shù)臐驳莱叽缂瓤梢詽M足金屬液以紊流形式充滿鑄型,，又可以避免金屬液溫度下降得過(guò)快,。化合物的高度彌散分布不會(huì)對(duì)鑄件產(chǎn)生不利影響,，反而可提高鑄件的硬度,，并使熱處理后的組織細(xì)化。充氧壓鑄可用于與氧反應(yīng)的Al,、Mg及Zn合金,。目前，采用充氧壓鑄可生產(chǎn)各種鋁合金鑄件,，如：液壓變速器殼體,、加熱器用熱交換器、液壓傳動(dòng)閥體,、計(jì)算機(jī)用托架等,。
由于充氧壓鑄需要附加充氧控制裝置，且消耗大量氧氣,，增大壓鑄循環(huán)時(shí)間,，這導(dǎo)致了充氧壓鑄件
成本的提高，但因其具有優(yōu)越的性能指標(biāo)，對(duì)于需熱處理或組焊,、要求氣密性高和在較高溫度下使用的壓鑄件,，充氧壓鑄具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性。
2.3,、半固態(tài)壓鑄技術(shù)
半固態(tài)壓鑄是在液態(tài)金屬凝固時(shí)進(jìn)行攪拌,，在一定的冷卻速度下獲得約50%甚至更高固相組分的漿料，然后用漿料進(jìn)行壓鑄的技術(shù),。半固態(tài)壓鑄技術(shù)目前有兩種成形工藝：流變成形工藝和觸變成形工藝,。前者是將液態(tài)金屬送入特殊設(shè)計(jì)的壓射成形機(jī)筒中，由螺旋裝置施加剪切使其冷卻成半固態(tài)漿料,，然后進(jìn)行壓鑄,。后者是將固態(tài)金屬粒或碎屑送入螺旋壓射成形機(jī)中,，在加熱和受剪切的條件下使金屬顆粒變成漿料后壓鑄成形,。
半固態(tài)壓鑄具有以下特點(diǎn)：(1)因含有50%或更高的固相成分，合金的收縮量小,，同時(shí)又具有較好的流動(dòng)性,，便于補(bǔ)縮；(2)半固態(tài)合金進(jìn)入型腔不流淌,，紊流程度小,，基本上達(dá)到全壁厚充填，卷氣少,，易獲得無(wú)氣孔鑄件,；(3)澆注溫度低，且在攪拌時(shí)已有50%的結(jié)晶潛熱散失,，減少了對(duì)壓室,、壓鑄型腔和壓鑄機(jī)部件的熱沖擊，從而提高壓鑄型的使用壽命,；(4)半固態(tài)壓鑄所要求的拔模斜度小,，甚至零拔模斜度，減少鑄件的脫型阻力,，提高鑄件的精度,；(5)半固態(tài)合金只有在成形時(shí)才表現(xiàn)出流體的特性，在成形前可象固態(tài)一樣搬運(yùn),，便于組織機(jī)械化生產(chǎn),；(6)半固態(tài)合金在剪切力的作用下使固態(tài)枝晶破碎，有利于細(xì)化晶粒,，改善合金組織,；(7)半固態(tài)壓鑄鋁件
含氣量少,，可進(jìn)行熱處理和組焊，提高了力學(xué)性能,，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍,。半固態(tài)壓鑄成形工藝的關(guān)鍵是有效制取半固態(tài)合金漿料、精確控制固液組分的比例及半固態(tài)成形過(guò)程自動(dòng)化控制的研究開(kāi)發(fā),。為實(shí)現(xiàn)半固態(tài)成形的自動(dòng)化生產(chǎn),，美國(guó)的VernonMangold認(rèn)為需要大力發(fā)展以下幾種技術(shù)：(1)具有自適性、靈活性的棒料運(yùn)輸,；(2)精密的壓鑄潤(rùn)滑及維護(hù),；(3)可控的鑄件冷卻系統(tǒng)；(4)等離子除氣及處理,。
2.4,、擠壓壓鑄技術(shù)
擠壓壓鑄又稱“液態(tài)金屬模壓”。自Benedyk在第六屆國(guó)際壓鑄會(huì)議上發(fā)表“SqueezeCasting”的著名論文以來(lái),，擠壓鑄造已得到了迅猛發(fā)展。我國(guó)的一些企業(yè)已將其應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中,，如二汽從日本引進(jìn)擠壓鑄造機(jī)生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)小連桿等鋁合金鑄件,；一汽用液鍛法生產(chǎn)CA6102發(fā)動(dòng)機(jī)活塞等。其鑄件致密性好,，力學(xué)性能高,，且無(wú)澆冒口。
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