【正文】 Y 高耐壓件壓鑄技術(shù)研究及其應(yīng)用 TSINGHUA UNIVERSITY 鑄造缺陷防止對(duì)策 TSINGHUA UNIVERSITY 鎂合金 TSINGHUA UNIVERSITY ? 采用 變形合金壓力加工 的方法可以獲得高性能的鎂合金零件，例如鍛造輪轂、沖壓成形鎂合金殼體。 ? 經(jīng)歷了 20多年發(fā)展的 真空壓鑄、充氧壓鑄和半固態(tài)成形 對(duì)消除鎂合金壓鑄件鑄造缺陷，提高其力學(xué)性能及表面和內(nèi)在質(zhì)量均取得了良好的效果。 ? 復(fù)合化技術(shù) ：日本 JSW首先采用 Thixomolding技術(shù)生產(chǎn)鎂合金件，繼而采用鍛造技術(shù)制造高性能復(fù)雜結(jié)構(gòu)件。 TSINGHUA UNIVERSITY ? 半固態(tài)成形分為觸變注射成形、半固態(tài)觸變成形、半固態(tài)流變成形等。用該法生產(chǎn)的鎂合金件可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。 ? 日本 JSW、加拿大 Husky公司均可提供系列化的觸變注射成形裝備；德國(guó) Frech、瑞士 B252。h ler則進(jìn)行了鎂合金半固態(tài)觸變成形設(shè)備的研究開發(fā)。 半固態(tài)加工技術(shù) TSINGHUA UNIVERSITY 半固態(tài)加工技術(shù) TSINGHUA UNIVERSITY 流變成形 amp。 觸變成形 TSINGHUA UNIVERSITY 非枝晶半固態(tài)合金呈 “ 冰淇淋 ”狀 TSINGHUA UNIVERSITY 半固態(tài)加工技術(shù)的特點(diǎn) 便于實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化、提高生產(chǎn)率 改善環(huán)境、生產(chǎn)趨于更安全 顯著提高了成形件的質(zhì)量和可靠性 半固態(tài)壓鑄件可以熱處理（ T T6） 大大減少對(duì)成形模具的熱沖擊 凈形化成形，減少切削加工 在制備復(fù)合材料方面顯示出優(yōu)越性 TSINGHUA UNIVERSITY 電磁攪拌 連續(xù)鑄坯 設(shè)備 多工位感應(yīng)加熱裝置 成 形 裝 備 TSINGHUA UNIVERSITY 成 形 裝 備 瑞士 B220。HLER 公司推出的觸變壓鑄設(shè)備 TSINGHUA UNIVERSITY 日本 UBE 公司推出的流變壓鑄設(shè)備 成形裝備 TSINGHUA UNIVERSITY 半固態(tài)加工技術(shù)應(yīng)用 TSINGHUA UNIVERSITY 半固態(tài)加工技術(shù)應(yīng)用 TSINGHUA UNIVERSITY 半固態(tài)加工技術(shù)應(yīng)用 TSINGHUA UNIVERSITY 與傳統(tǒng)成形工藝的對(duì)比 成形工藝 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 模鍛 ? 良好的微觀組織 ? 結(jié)構(gòu)致密 ? 需高載荷 ? 模具磨損大 ? 成形件形狀簡(jiǎn)單 壓鑄 ? 成形件形狀復(fù)雜 ? 低載荷 ? 充型時(shí)有湍流 ? 微觀組織不理想 ? 疏松、氣孔存在 ? 機(jī)械性能較低 半固態(tài)成形 ? 成形件形狀復(fù)雜 ? 低載荷 ? 組織致密 ? 充型時(shí)呈平流 ? 容易操作 ? 模具壽命高 ? 對(duì)控制的要求高 ? 有可能產(chǎn)生液相偏聚 TSINGHUA UNIVERSITY 鎂合金觸變注射成形技術(shù) TSINGHUA UNIVERSITY 觸變注射成形原理 TSINGHUA UNIVERSITY 鎂合金觸變注射成形技術(shù) 鎂粒 TSINGHUA UNIVERSITY 鎂合金觸變注射成形技術(shù)－特點(diǎn) ，成形件的尺寸精度高，通常是普通壓鑄件的 5倍作用，從而可以減少或免除切削加工。 ，減小了清整強(qiáng)度。 。 。 ～ 20mm的零件。 ，生產(chǎn)過程更加清潔、安全和節(jié)能。 、殘余應(yīng)力以及變形小。 ，孔隙度小于 %，從而成形件可以熱處理。 ，具有良好的耐腐蝕能力。 。 TSINGHUA UNIVERSITY 流變注射成形技術(shù) RHEOMOLDING TSINGHUA UNIVERSITY 擠壓鑄造技術(shù) TSINGHUA UNIVERSITY 擠壓鑄造技術(shù) 生產(chǎn)實(shí)心錠料生產(chǎn)空心錠料(a )(b ) (c )(d )直接擠壓 TSINGHUA UNIVERSITY 擠壓鑄造技術(shù) 水平間接擠壓 TSINGHUA UNIVERSITY 擠壓鑄造技術(shù) 垂直間接擠壓 TSINGHUA UNIVERSITY ? 在使用材料方面，擠壓鑄造工藝有其簡(jiǎn)便性、經(jīng)濟(jì)性和高效性。 ? 機(jī)械性能顯著提高。 ? 成形件的缺陷少，可以經(jīng)過 T6處理。 ? 適宜于制造金屬基復(fù)合材料。產(chǎn)品有：活塞、活塞桿、連桿、閥體、汽缸頭、汽缸襯套等。 ? 適用合金范圍廣，適用于常規(guī)鑄造合金和變形鋁合金。 ? 容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，接近凈形化成形。 擠壓鑄造技術(shù)－優(yōu)點(diǎn) TSINGHUA UNIVERSITY ? 不能使用砂芯。 ? 側(cè)壁厚 ≥ 5mm。 ? 適宜的鑄件尺寸取決于施加的壓力，對(duì)于現(xiàn)行最大的設(shè)備 (1500噸 ),設(shè)計(jì)面積不大于 1200cm2。 ? 投資高。擠壓鑄造工藝適宜于大批量生產(chǎn)。 ? 與壓鑄相比，模具壽命低。 ? 鑄造形狀復(fù)雜件有一定限制。 ? 由于具有較陡的溫度梯度，鑄件有時(shí)出現(xiàn)所謂的反偏析；以至于表面偏析較嚴(yán)重時(shí)，表面結(jié)晶溫度低于隨后所要求的熱處理溫度。 擠壓鑄造技術(shù)－缺點(diǎn) TSINGHUA UNIVERSITY 擠壓鑄造技術(shù)－應(yīng)用 日產(chǎn)公司采用此工藝制造羊角 (steering knuckle)，具體參數(shù)如下： 材質(zhì)為 A356鋁合金，熔爐保溫溫度為 750℃ ，凝固時(shí)施加的壓力為800bar,熱處理采用530℃ 鹽浴保溫 4小時(shí)，隨后水淬，最后在180℃ 時(shí)效 6小時(shí)。 TSINGHUA UNIVERSITY 擠壓鑄造技術(shù)－動(dòng)力支架 TSINGHUA UNIVERSITY 擠壓鑄造技術(shù)－轉(zhuǎn)向器殼體 TSINGHUA UNIVERSITY 擠壓鑄造技術(shù)－剎車鉗 TSINGHUA UNIVERSITY 高真空壓鑄技術(shù) TSINGHUA UNIVERSITY 高真空壓鑄 問題。從另一側(cè)面說，真空壓鑄可以被看作是對(duì)于傳統(tǒng)壓鑄工藝的改進(jìn)，而不是將其成形件擴(kuò)大至厚壁范圍。 （以往的真空度往往不超過 100 mbar或更低）。目前，此項(xiàng)技術(shù)的另一種形式是借助于稱之為 “ 吸管 ” 的裝置利用真空將液態(tài)金屬輸送至壓射筒中。 ，利用真空的目的無外乎主要是消除氣體的卷入，真空的應(yīng)用不會(huì)也不希望會(huì)對(duì)凝固收縮產(chǎn)生較大的影響。因此，真空下的壓鑄也僅適用于薄壁均勻鑄件。 具有合適的真空度，即使有此限制，真空壓鑄仍被認(rèn)為在可以熱處理鑄件領(lǐng)域有較大的實(shí)用意義。 TSINGHUA UNIVERSITY 高真空壓鑄－鋁合金支架 TSINGHUA UNIVERSITY 高真空壓鑄－其它零件 TSINGHUA UNIVERSITY 技術(shù)對(duì)比 TSINGHUA UNIVERSITY 不同成形條件下的組織 TSINGHUA UNIVERSITY 不同成形方法技術(shù)對(duì)比 性能 流變壓鑄 觸變壓鑄 擠壓鑄造 壓鑄 低壓鑄造 縮松 ◎ ◎ ○ △ ○ ~ △ 氣孔 ○ ○ ○ ○ 偏析 ○ ○ △ ○ ○ 組織 g lo b u la r G l o b u l a r d e n d r ite p e t a l s h p e e d d e n d r ite 機(jī)械性能 ○ ~ ◎ ○ ~ ◎ ○ △ ~ ○ 變形合金 ◎ ○ △ △ 熱裂 ◎ ◎ △ ○ 流動(dòng)性 ○ △ ~ ○ ◎ ◎ ○ 鑄造循環(huán)時(shí)間 ○ ○ △ ○ 模具壽命 ◎ ◎ △ ○ ○ 產(chǎn)品成本 ○ △ ◎ ◎ ◎－優(yōu)，○－良，△－尚可，－差 TSINGHUA UNIVERSITY TSINGHUA UNIVERSITY TSINGHUA UNIVERSITY TSINGHUA UNIVERSITY 各種技術(shù)都會(huì)有不同的特點(diǎn)和市場(chǎng)定位，其中 高真空壓鑄 定位于薄壁高致密鑄件的競(jìng)爭(zhēng)者，而 擠壓鑄造 和 半固態(tài)鑄 造則無論是在薄壁還是厚壁件的競(jìng)爭(zhēng)中更加強(qiáng)勁。 從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)看，最終勝利者在于是否可以哪種技術(shù)能夠提供 最大的靈活性 和 最佳的綜合效益 。 TSINGHUA UNIVERSITY 謝謝！