半固态镁合金连续铸轧技术
2019-01-30 10:26:27
本文介绍了镁合金的基本性能和优势,重点论述了半固态加工技术、连续铸轧技术、半固态镁合金连续铸轧技术及其未来展望,指出其加工技术将得到进一步发展。 镁合金是目前应用最轻的金属结构材料,密度小,比强度、比刚度高,具有优良的导电、导热性能,尺寸稳定性好,电磁屏蔽性好,在航空、汽车运输行业,计算机、通讯等产业得到快速发展。我国是镁资源大国,但目前我国的镁合金生产规模还比较小,生产技术还不成熟,应抓住这难得的机遇,把我国的镁合金生产水平提到一个新高度。
一、镁合金的基本性能
(一)镁合金的物理及力学性能
镁合金与其它相关材料的物理和力学性能如下表所示。
镁合金与相关材料的物理和力学性能比较表材料名称密度/g·cm-3熔点/℃导热系数/W·(mk)-1抗拉强度/MPa屈服强度/MPa延伸率/%弹性模量/GPa比强度镁合金AZ91D1.8359772281162845188镁合金AM601.79615622701041545180铝合金3802.0595100315160371106碳钢7.861520425171402220080铸铁7.351150552003123.512060塑料ABS1.0390(Tg)0.235—402.141塑料PC1.23160(Tg)0.2104—36.7102
从表1可以看出,镁合金的主要力学性能接近于铝合金,但其密度却小于铝合金,比强度是铝合金的1.8倍,可以说,在应用金属范围内镁合金具有最高的比强度。与工程塑料相比,镁合金的密度虽比其高,但其熔点却是它的4~6倍,比强度是它的1.8倍左右,此外,镁合金的热传导系数是工程塑料的300倍以上,在一些电子产品的应用上具有明显的优势。
(二)镁合全产品具备的优势
1、轻量化:密度 1.8g/cm3 左右,是铁的l/4,铝的2/3,与塑料相近;2、比强度高、刚性好,优于钢、铝;3、对振动/冲击的吸收性高,极佳的防震性,耐冲击、耐磨性良好;4、优良的热传导性,改善电子产品散热问题;5、非磁性金属,抗电磁波干扰,电磁屏蔽性好;6、加工成型性能好,成品外观美丽,质感佳;7、材料可100%回收,回收率高,符台环保法;8、良好的抗蠕变性,尺寸稳定,收缩率小,不易因时间和环境温度变化而改变(相对于塑料)。
二、半固态镁合全连续铸轧技术
(一)半固态加工技术
半固态加工是利用金属材料从固态向液态,或从液态向固态转变过程中,经历半固态温度区间,在该温度区间内实现的加工过程。半固态技术综合了液态铸造成形、固态压力加工的优点,半固态加工技术能大大提高材料的力学性能,达到节约材料的目的,是目前材料领域最热门的研究热点之一。半固态成型技术是近几年兴起的一种高效优质的成型方法。
半固态加工的主要成型手段有压铸和锻造,此外也有人试验用挤压和轧制等方法,其工艺路线有两条:一条是将搅拌获得的半固态浆料在保持其半固态温度的条件下直接成形,通常被称为流变铸造(Rheocasting);另一条是将半固态浆料制备成坯料根据产品尺寸下料,再重新加热到半固态温度成形,通常被称为触变成形。对于触变成形,由于半固态坯料便于输送成形,易于实现自动化,因而在工业中较早得到了广泛应用。对于流变铸造,由于将搅拌后的半固态浆料直接成形,具有高效、节能、短流程的特点,近年来发展很快。
半固态金属加工成形中,由于采用了非枝晶半固态浆料,可以直接得到几乎均一的球状细晶组织,显著地改善了金属材料的组织性能。半固态成形件表面平整光滑,晶粒细小,力学性能好;半固态浆料的部分凝固潜热已经放出,所以一方面对加工设备的热作用小,设备材料的选择范围扩大,制造设备的难度大大降低,另一方面半固态浆料本身凝固收缩小,产品尺寸精确。由此可见,半固态加工技术比传统的加工技术有很大的优势,目前越来越多的科技工作者高度重视半固态加工技术,在工艺实验和理论等方面开展了广泛的研究。
(二)连续铸轧技术
连续铸轧技术是将熔融金属直接注入两个相向旋转的铸轧辊之间,使其在铸轧辊的冷却与轧制作用下凝固并具有一定的轧制变形量,从而直接获得金属带坯的一种近终成形加工工艺。
连续铸轧过程是集快速凝固与热轧变形于一体的成型过程。在该过程中,铸轧辊起“结晶器”与“热轧辊”双重作用。当高温金属熔体通过与铸轧辊表面接触的区域时,将热量快速传递给轧辊,实现其凝固结晶;又对已凝固的带坯进行轧制,起“热轧辊”作用;同时已凝固的高温带坯在轧制变形过程中,继续将热量传递给轧辊,轧辊继续吸热。轧辊的内表面与冷却水、外表面与周围介质,在轧辊连续旋转过程中不断进行着热交换,使进入工作区域的部分轧辊表面能以较低的温度与金属熔体接触,以保证铸轧过程的顺利进行。
铸轧技术是冶金及材料领域的一项前沿技术,它不同于传统冶金工业中带材的生产工艺,而是将连续铸造、轧制、甚至热处理等串联为一体,铸出毫米级的薄带坯,经在线轧制后一次性形成工业产品。铸轧技术具有以下优点:
1、在同一台设备上同时完成了铸造和轧制两道工序,相比热轧省去了铸锭加热、开坯及热轧等多道工序,减少了废料,节约了能源。
2、省去了铸锭铣面,减少了热轧后的切头切尾,成材率提高15%~20%。
3、设备简单集中,投资少,占地面积小,建造速度快,生产成本低。
4、可连续稳定地进行生产,简化厂生产工艺,缩短了生产周期,使生产效率大大提高,且便于实现自动化。
5、持轧薄带品质不亚于传统工艺,还可以生产出传统工艺难以轧制的材料以及具有特殊性能的新材料。
(三)半固态镁合金连续铸轧技术
将水平双辊连续铸轧技术与半固态加工技术相结合,所获得的半固态板带连续持轧成形技术,将是一种全方位高效、节能、短流程、近终成形的加工方法。把这种技术应用于投台金的加工成形,可以说是具有国际领先水平的技术,具有一定的创新性。这种新型的金属带坯生产工艺,不仅从根本上改变了传统的金属带坯生产方法,即使通常需由铸造、铣面、加热、热轧等多道次工序才能完成的生产工艺流程,仅由铸轧就可以实现,而且可以较方便地实现产品质量调控。
具有球状晶的合金材料加热到半固态时,变形抗力很低,这对轧制成形有利。半固态轧制工艺是将被轧制材料加热到半固态后,送入轧辊间轧制的方法。试验对象主要是板材的轧制成形。结果表明,由于固相率的高低不同,轧辊咬入区内被轧制材料的变形和流动行为有很大不同。在被轧制材料固相率高的情况下(例如固相率在90%以上),其变形和固体金属热轧情况大致相同,内部固相成分和液相成分共同被轧制,可得到均一的轧制成品。固相率在70%以下时,轧辊间隙中轧制材料的液相成分和固相成分的流动、变形分别单独进行,由于轧辊施加的压力而引起的静水压力的影响,轧辊间隙内开始有液相成分从固相成分间隙溢出,流向压力减小的方向,即液相成分从轧辊间隙的入口处被铸轧材料的表面流出,通常被轧辊冷却凝固后再次被引,轧辊间隙里轧制成成品。半固态连续铸轧示意图见下图。 半固态镁合金铸轧工艺模拟仿真是使材料成形工艺从经验走向科学指导的重要手段,是材料科学与制造科学的前沿领域和研究热点。利用计算机模拟材料成形过程,可预测产品的质量,减少试验次数;确定最佳的工艺流程,以达到某一特殊性能的要求;动态显示各个物理量的演变历程和空间分布;提高劳动生产率。因此,在半固态镁合金连续铸轧技术中,数值模拟分析是很重要的一部分。
三、半固态镁合金连续铸轧技术的展望
笔者认为,半固态镁台金的连续铸轧技术将会朝着以下方向发展:
(一)对半固态浆料制备的深入研究,半固态浆料的好坏直接影响铸轧后的成品质量的好坏。
(二)目前流变成形研究只有在实验室,工艺还不成熟,与应用还有一定的距离。流变成形比触变成形更能节省能源、流程更短、设备更紧凑,因此流变成形技术仍然是未来金属半固态加工技术的一个重要发展方向。另外,触变成形技术的研究也是未来工业化发展应用的重点。
(三)对半固态连续铸轧过程中,铸轧材料及轧辊的数值分析的研究,为工业化生产提供技术支持。
(四)半固态镁合金铸轧时,一方面要保证组织得到充分变形,达到改善组织的目的,因此要有一定的变形量;另外,由于多晶镁合金滑移系少,晶粒产生宏观屈服而易在晶界产生大的应力集中,合金很容易产生晶间断裂。因此,镁合金板带轧制以后的退火及热处理技术也是未来研究的热点问题。
(五)半固态镁合金连续铸轧技术应用到工业化大批量生产就在将来的几年。
四、结束语
随着冶炼技术的提高和先进成型技术的出现以及制造成本的降低,镁台金材料才得到了实际应用。现代冶金工业正向着短流程、节能型、连续化、自动化、高质量方向发展,半固态镁合金连续铸轧技术已经得到越来越多研究人员的关注,为镁合金材料进一步工业化生产奠定坚实的技术基础。
7075铝合金等温热处理半固态组织的演变
2018-12-28 11:21:17
半固态成型工艺具有不同于传统成型工艺的许多优点,具有广阔的应用前景。这项技术的关键是如何获得半固态组织,这也是最近的研究热点。获得半固态组织有多种方法,其中等温热处理方法出现的时间较晚,但却非常实用。这种方法与其他方法相比,具有成本低,工艺简单,易于推广等优点。另外,关于铸造铝合金及其他的有色金属的半固态组织的获得已有多种方法,而关于高强度铝合金的相关研究相对较少。本文研究了高强度7075铝合金等温热处理后的半固态组织,确定了等温热处理的工艺参数,为今后半固态成型技术的应用提供了参考。
本实验所用的材料为高强度7075铝合金。实验温度范围在固液两相区,固、液相的温度分别为477和635℃。从原金属棒材上取4mm×4mm×8mm的试样15个,然后在580、600和615℃分别进行保温,在各个温度的保温时间为5、15、30、45和60min。待炉温升到预定温度时将相应组的试样放入箱式电阻炉中,温度误差控制在±1℃。待试样完成预定的热处理工艺后迅速取出水淬,将试样镶嵌磨抛后在光学显微镜下观察相应组织。
在高固相率温度区间,当保温时间相同时,随保温温度升高,晶粒的尺寸和球化程度均增加。当加热温度相同时,晶粒尺寸随保温时间的延长逐渐增加,圆度先减小然后增大。从晶粒大小和圆整度综合考虑最合理的工艺参数为:加热温度615℃、保温时间15min。
铝合金的优势
2019-01-02 09:41:28
铝合金是铝板中合金含量的不同而划分为不同的类别,根据加工工艺不同可以分为冷轧和热轧。
根据厚度不同可以分为薄板跟中厚板。
铝合金分为两大系列:加工铝合金和铸造铝合金
加工铝合金有1-7系列牌号,比如1100,2219,3003等
铸造铝合金按我国的分法,共分4类,如下:
铝硅系列:如ZL102,ZL104等,以1打头
铝铜系列:如ZL201,ZL205等,以2打头
铝镁系列:如ZL301,ZL303等,以3打头
铝锌系列:如ZL401,ZL402等,以2打头
ZL指的是铸造铝合金的汉语拼音缩写。
铝合金跟金属材料相比有其特有的特点:
1、易加工添加一定的合金元素后,可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。
2、导电导热性好 铝的导电导热性能仅次于银、铜和金。
3、密度小 铝及铝合金的密度接近2.7g/,约为铁或铜的1/3。
4、强度高铝及铝合金的强度高。经过一定程度的冷加工可强化基体强度,部分牌号的铝合金还可以通过热处理进行强化处理。
5、耐蚀性好铝的表面易自然生产一层致密牢固的AL2O3保护膜,能很好的保护基体不受腐蚀。通过人工阳极氧化和着色,可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。
铝合金楼梯的诸多优势
2018-12-07 10:48:14
很多人都想了解铝合金楼梯是什么样的,在实际的选择中您可以从一些情况中了解到自己家里需要的楼梯的相关情况,选择好品牌的楼梯,会给您今后的生活带来非常大的帮助,真实的选择过程中需要注意其各个方面的特点,然后再来做选择。
铝合金楼梯价格——价格
铝合金楼梯的价格根据各种因素会有所不同,比如在品牌、品质及质量、材质及各种功能不同,其价格就会有所不同,根据其各方面的影响,楼梯的价格有便宜的60元,也有比较中等的100元到几百元不等,更好品质与功能的大致在1000到1600元之间不等。
铝合金楼梯价格——品牌
铝合金楼梯的价格跟其品牌有着非常大的影响,好品牌的楼梯价格自然会相对很贵。铝合金楼梯也有多种品牌,品牌不同,其价格上就会有很大的差异,在选择的时候根据自己家里的需求来选择比较适合的品牌才是最为合适的。
铝合金楼梯价格——品质
铝合金楼梯的品质好与不好,体现在其是否防滑,踏板的设计是不是很安全舒适,其梯脚部位是不是非常结实,能不能很稳妥的在地面扎住,这是最重要的一个方面,为了保证使用者的安全,品质必须得保证。
铝合金楼梯价格——材质
楼梯的材质必须是非常好的才能够保证使用的安全性,铝合金的楼梯当然更是这样,产品的选择上,最好选择双管材质的以及有垫脚材质的,这样的既可以保证防滑而且在安全上有保证,同时比较结实耐用。
铝合金楼梯价格——风格
铝合金楼梯不同的风格适合不同的家庭装饰风格,装修中应该选择风格一致的,自然整体的效果也会有一定的影响,选择的时候需要根据需要来进行选择,不同的风格也会对价格产生非常大的影响,既要质量好一点,又照顾到比较时尚的风格的楼梯。
铝合金推拉窗的优势
2018-12-29 09:43:06
无论是铝合金窗,还是塑料窗,都是平开窗逐步取代推拉窗,这是不睁的事实。其根本原因,就是现有推拉窗性能相比平开窗差很多。
但笔者认为,相比平开窗,铝合金推拉窗(包括塑料推拉窗)优势有三点:其一是安全性:推拉窗比平开窗安全。推拉窗开启扇有上、下滑道限制,除非人主动摘卸,不可能自动脱落。而平开窗仅由两个合页固定,连接部位的强度是有限的,开启扇下沉或脱落现象时有发生,或造成严重的安全事故。
其二是开启扇平面内变形性能:推拉窗开启扇平衡稳固地安装在上下滑道间,不会因自重发生平面内变形。平开窗开启扇安装是一端固定、一端自由的悬臂式。很容易发生平面内变形,出现掉角现象,即自由端在重力作用下下沉,影响使用或美观。推拉窗更突出的优势就是开启使用时不占空间。因而特另刂受用户的青睐。
铝合金导线产品的优势
2019-01-11 15:43:41
高强度铝合金导线和耐热低电阻铝合金导线与传统的钢芯铝绞线相比存在以下优点: (1)在相同的单位重量下,铝合金导体的直流电阻小,载流量大、拉力大,拉力单重比大等优点; (2)在具有相同载流量条件下比较,铝合金导线的重要轻,拉力大,拉力单重比更大等优点。铝合金导线为单一材料的导线,易安装施工; (3)铝合金导线承重低抗风险能等级; (4)普通钢芯铝绞线使用寿命约50年,铝合金导线使用寿命达100~120年以上。
压铸铝合金的特点
2018-09-27 10:42:10
1. 铸造性能好2. 密度小(2.5~2.9克/厘米3),比强度( δb>r)高.3. 耐蚀性、耐磨性、导热性和导电性好。4. 铝硅系合金有粘模倾向,切削性能较差。5. 对金属坩埚腐蚀严重。6. 体积收缩率大,易产生缩孔。
铝合金压铸技术和发展里程
2019-01-15 09:49:23
20世纪90年代以后,中国的压铸工业取得了令人惊叹的发展,已发展为一个新兴产业。目前,铝合金压铸工艺已成为汽车用铝合金成形工艺中应用较广泛的工艺之一,在各种汽车成型工艺方法中占49%。
中国现有压铸企业3000家左右,压铸件产量从1995年的26.6万吨上升到2005年的87万吨,年增长率保持在20%以上,其中铝合金压铸件占所有压铸件产量的3/4以上。中国压铸件产品的种类呈多元化,包括汽车、摩托车、通讯、家电、五金制品、电动工具、IT、照明、扶梯梯级、玩具灯等。随着技术水平和产品开发能力的提高,压铸产品种类和应用领域不断扩宽,其压铸设备、压铸模和压铸工艺都发生了巨大的变化。压铸铝合金压铸铝合金自1914年投入商业化生产以来,随着汽车工业的发展和冷室压铸机的发明,得到了快速发展。
压铸铝合金按性能分为中低强度(如中国的Y102)和高强度(如中国的Y112)两种。目前工业应用的压铸铝合金主要有以下几大系列:Al-Si、Al-Mg、Al-Si-Cu、Al-Si-Mg、Al-Si-Cu-Mg、Al-Zn等。压铸铝合金力学性能的提高往往伴随着铸造工艺性能的降低,压力铸造因其高压快速凝固的特点使这种矛盾在某些方面更加突出,因此一般压铸件难于进行固溶热处理,这就制约了压铸铝合金力学性能的提高,虽然充氧压铸、真空压铸等是提高合金力学性能的有效途径,但广泛采用仍有一定难度,所以新型压铸铝合金的开发研制一直在进行。先进的压铸技术早期的卧式冷室压铸机的压铸过程只有一个速度压送金属液进入模具,压射速度只有1m~2m/s。采用这种工艺,铸件内部气孔多,组织疏松,不久便改进为2级压射,把压射过程简单地分解为慢速和快速2个阶段,但快速的速度也不过3m/s,后来为了增加压铸件的致密度,在慢速和快速之后增加了一个压力提升的阶段,成为慢压射,快压射和增压3个阶段,这就是经典的3段压射。
20世纪60年代中间,这种3级压射已经普遍推开,并且快压射阶段的速度已提高到5m/s。此后的40余年期间,世界各国领先的压铸机制造商对压射过程进行了研究试验,从而开发出一些新工艺,如70年代的抛物线压射系统,80年代的无飞边压铸系统,90年代的无飞边压射系统,其中有的从3阶段压射中对每个阶段加以再分解,这正是这个经典的3阶段压射的继续发展的延伸。现在压射速度、压力已由原来的人工手轮调节控制改为计算机控制。近年来,人们为了解决压铸件内部存在的气孔和缩孔问题,能够生产出高强度、高密性、可焊接可热处理、可扭曲等各种高要求的压铸件,除了继续完善真空压铸以外又发展了挤压铸造和半固态压铸等新的技术,并加以概括地称之为“高密度压铸法”。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。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氧化物,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,生成弥散状的氧化物微粒,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。氧化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势。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。半固态压铸成形工艺的关键是有效制取半固态合金浆料、准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,美国科学家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。
挤压压铸技术挤压压铸又称“液态金属模压”。其铸件致密性好,力学性能高,且无浇冒口。我国的一些企业已将其应用于实际生产中。挤压压铸技术具有极好的工艺优势,它能替代传统压铸、挤压铸造、低压铸造、真空压铸工艺,以及对差压铸造、连铸连锻、半固态加工的流变铸造工艺进行兼容。专家认为,挤压压铸技术是一项前沿性的新技术,横跨多个工艺领域,内涵丰富,创新性强,极具挑战性。
电磁泵低压铸造电磁泵低压铸造是一种新崛起的低压铸造工艺,与气体式低压铸造技术相比,在加压方式方面是完全不同的。其采用非接触式的电磁力直接作用于液态金属,大大降低了由于压缩空气不纯及压缩空气中氧的分压过高所带来的氧化和吸气等问题,实现了铝液的平稳输送和充型,可防止由于紊流造成的二次污染。另外电磁泵系统完全采用计算机数字控制,工艺执行非常准确、重复性好,使铝合金铸件在成品率、力学性能、表面质量和金属利用率等方面都具有明显的优势。这项技术随着研究的不断深入,工艺也愈来愈成熟。
压铸设备的发展通过近几年的发展,中国压铸机的设计水平、技术参数、性能指标、机械结构和制造质量等都有不同程度的提高,特别是冷室压铸机,由原来的全液压合型机构改为曲肘式合型机构,同时还增加了自动装料,自动喷涂,自动取件,自动切料边等,电器也由普通电源控制改为计算机控制,操控水平大大提高,有的已经达到或接近国际水平,正在向大型化、自动化和单元化进军。
在此期间,国内新的压铸机企业陆续崭露头角,其中香港力劲公司是典型的代表,该公司开发了多项国内领先的压铸机型,例如,卧式冷室压铸机较大空压射速度6m/s(1997年)和8m/s(2000年初),镁合金热室压铸机(2000年初)匀加速压射系统(2002年),较大空压射速度10m/s及多段压铸系统(2004年6月),实时控制压射系统(2004年8月)和锁模力30000kN的大型压铸机(2004年7月)等。
近年来,上海压铸机厂,灌南压铸机厂等骨干企业都开发了较大空压射速度为8m/s以上的卧式冷室压铸机和锁模力在10000kN以上的大型压铸机;2005年投产的广东顺威伊力精压科技有限公司将生产10000kN~30000kN大型压铸机。可见中国正在形成一个有实力的、具有自主知识产权的压铸机制造业。中国现有压铸机总数1.2万台,其中国产压铸机约占85%,进口压铸机约占15%。近两年中国压铸机的年销售量均在1800台以上,其中10000kN及以上压铸机占2%,8000kN~9000kN压铸机占5%,5000kN~7000kN压铸机占13%,3500kN~4000kN压铸机占20%,3000kN及以下压铸机占60%。在3000kN以下压铸机中,热室压铸机约占30%。
中小型压铸机仍以国产设备为主。国产压铸机与国外先进的压铸设备的差距主要表现在以下几方面:(1)总体结构设计落后;(2)漏油严重;(3)可靠性差:这是国产压铸机较突出的缺陷,据了解,国产压铸机的平均无故障运行时间不到3000小时,甚至达不到国外50和60年代的水平。而国外一般超过20000小时;(4)品种规格不全,配套能力差:虽然在卧式冷室压铸机方面已基本成系列,但仍有个别断档,如从16000kN到28000kN间就无产品。热室压铸机也缺少4000kN以上的产品。压铸模具的发展较早的压铸模模芯材料选用的是45?钢、铸钢和锻钢等,由于其耐高温冲击性差,所以当时使用寿命也较短。随着科技的发展,压铸模芯材料也发生了重大变化,现都采用高温、高强度的3Cr2N8VH13热锻钢作为模芯材料,近年来又采用了进口的8407材料,使模具的使用寿命大大提高,特别是近年国内大部分厂都采用了计算机设计及模拟充填技术,使压铸模生产质量大大提高,生产期大大缩短。
中国模具行业发展迅猛,1996年至2004模具产量年平均增长率14%,2003年压铸模当年产值为38亿元。目前,中国国内模具对市场的满足率仅为80%左右,其中以中低档模具为主,大型、复杂的精密模具,在生产技术、模具质量和寿命以及生产能力方面均不能满足国民经济发展的需要。研究及发展方向汽车、摩托车工业以及汽车附件的消耗和配套产品的需求,为压铸件生产提供了一个广阔的市场,压铸铝合金在汽车上的应用也将不断扩大。
在今后的压铸技术研究与开发中,铝合金压铸的深化依然会是压铸技术发展的一个主要方向。为了适应市场需求,今后应进一步解决以下问题:(1)推广应用新型高强度、高耐磨性的压铸合金,研究可着色的压铸合金以及用于有特殊安全性要求的铸件等方面的新型压铸合金;(2)开发性能稳定、成分易于控制的压铸铝合金;(3)简化合金成分,减少合得奖号,为实现绿色化生产提供基础;(4)进一步完善压铸新工艺(真空压铸、充氧压铸、半固态压铸、挤压铸造等);(5)提高对市场的快速反应能力,推行并行工程(CE)和快速原型制造技术(RPM);(6)开展CAD/CAM/CAE系统的研究与开发;(7)开发和应用更多的压铸铝合金汽车零部件。
铝合金压铸中注意事项
2018-12-28 09:57:14
铝合金压铸类产品主要用于电子,汽车,电机和一些通讯行业等,当然主要的用途还是在一些器械的零件上,那么我们在铝合金的压铸中需要注意社么呢?
一、考虑脱模的问题
二、考虑铝合金压铸壁厚的问题,厚度的差距过大会对填充带来影响
三、在结构上尽量避免出现导致模具结构复杂的结构出现,不得不使用多个抽芯或螺旋抽芯
四、有些压铸件外观可能会有特殊的要求,如喷油
五、设计时考虑到模具问题,如果有多个位置的抽芯位,尽量放两边,最好不要放在下位抽芯,这样时间长了铝合金压铸下抽芯会出现问题。
铝合金材料的焊接优势
2019-03-01 10:04:59
铝及铝合金材料密度低,强度高,热电导率高,耐腐蚀才干强,具有出色的物理特性和力学功用,因此广泛应用于工业产品的焊接结构上。长期以来,由于焊接方法及焊接技能参数的挑选不妥,构成铝合金零件焊接后因应力过于会合发作严峻变形,或由于焊缝气孔、夹渣、未焊透等缺陷,致使焊缝金属裂纹或质料疏松,严峻影响了产品质量及功用。
1.铝合金材料特色
铝是银白色的轻金属,具有出色的塑性、较高的导电性和导热性,一同还具有抗氧化和抗腐蚀的才干。铝很简略氧化发作三氧化二铝薄膜,在焊缝中简略发作夹杂物,然后损坏金属的连续性和均匀性,下降其机械功用和耐腐蚀功用。常见铝合金母材和焊丝的化学成分及机械功用。广毅荣铜铝批发.
2.铝合金材料的焊接难点
(1)很简略氧化。在空气中,铝简略同氧化合,生成细密的三氧化二铝薄膜(厚度约0.1-0.2μm),熔点高(约2050℃),远远逾越铝及铝合金的熔点(约600℃支配)。氧化铝的密度3.95-4.10g/cm3,约为铝的1.4倍,氧化铝薄膜的表面易吸附水分,焊接时,它阻挠底子金属的熔合,很简略构成气孔、夹渣、未熔合等缺陷,引起焊缝功用下降。
(2)易发作气孔。铝和铝合金焊接时发作气孔的首要原因是氢,由于液态铝可溶解许多的氢,而固态铝几乎不溶解氢,因此当熔池温度快速冷却与凝聚时,氢来不及逸出,简略在焊缝中调集构成气孔。孔现在难于完全避免,氢的来历许多,有电弧焊气氛中的氢,铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等。实践证明,即使氩气按GB/T4842标准需求,纯度抵达99.99%以上,但当水分含量抵达20ppm时,也会出现许多的细密气孔,当空气相对湿度逾越80%时,焊缝就会明显出现气孔。
(3)焊缝变形和构成裂纹倾向大。铝的线胀大系数和结晶缩短率约比钢大两倍,易发作较大的焊接变形的内应力,对刚性较大的结构将促进热裂纹的发作。
(4)铝的导热系数大(纯铝0.538卡/Cm.s.℃)。约为钢的4倍,因此,焊接铝和铝合金时,比焊钢要消耗更多的热量。
(5)合金元素的蒸发的烧损。铝合金中含有低沸点的元素(如镁、锌、锰等),在高温电弧作用下,很简略蒸发烧损,然后改动焊缝金属的化学成分,使焊缝功用下降。
(6)高温强度和塑性低。高温时铝的强度和塑性很低,损坏了焊缝金属的成形,有时还简略构成焊缝金属塌落和焊穿表象。
(7)无颜色改动。铝及铝合金从固态转为液态时,无明显的颜色改动,使操作者难以掌握加热温度。
3.铝合金材料焊接的技能方法
(1)焊前准备
选用化学或机械方法,严峻收拾焊缝坡口两头的表面氧化膜。
化学清洁是运用碱或酸清洁工件表面,该法既可去掉氧化膜,还可除油污,详细技能进程如下:体积分数为6%~10%的溶液,在70℃支配浸泡0.5min→水洗→体积分数为15%的硝酸在常温下浸泡1min进行中和处置→水洗→温水洗→单调。洗好后的铝合金表面为无光泽的银白色。
机械收拾可选用风动或电动铣刀,还可选用刮刀、锉刀等东西,关于较薄的氧化膜也可用0.25mm的铜丝刷打磨铲除氧化膜。
收拾好后当即施焊,假设放置时刻逾越4h,应从头收拾。
(2)判定装置空地及定位焊间隔
施焊进程中,铝板受热胀大,致使焊缝坡口空地减少,焊前装置空地假设留得太小,焊接进程中就会引起两板的坡口堆叠,增加焊后板面不平度和变形量;相反,装置空地过大,则施焊困难,并有烧穿的可以。适合的定位焊间隔能确保所需的定位焊空地,因此,挑选适合的装置空地及定位焊间隔,是减少变形的一项有用方法。根据阅历,不同板厚对接缝较合理的装置技能参数如表2。
(3)挑选焊接设备
现在市场上焊接产品种类较多,一般情况下宜选用交流钨极氩弧焊(即TIG焊)。它是在氩气的保护下,运用钨电极与工件问发作的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法。该焊机作业时,由于交流电流的极性是在周期性的转换,在每个周期里半波为直流正接,半波为直流反接。正接的半波时刻钨极可以发射满意的电子而又不致于过热,有利于电弧的安稳。反接的半波时刻工件表面生成的氧化膜很简略被收拾掉而获得表面亮光漂亮、成形出色的焊缝。
(4)挑选焊丝
一般选用301纯铝焊丝及311铝硅焊丝。
(5)挑选焊接方法和参数
一般以左焊法进行,焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上时,以右焊法进行,焊炬和工件成90°角。
焊接壁厚在3mm以上时,开V形坡口,夹角为60°~70°,空地不得大于1mm,以多层焊完结。壁厚在1.5mm以下时,不开坡口,不留空地,不加填充丝。焊固定管子对接接头时,当管径为200mm,壁厚为6mm时,应选用直径为3~4mm的钨极,以220~240A的焊接电流,直径为4mm的填充焊丝,以1~2层焊完。