Process Optimization for AZ91 Mg-alloy Low-pressure EPC Process

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Si对快速凝固粉末冶金(RSPM)AZ91镁合金组织和性能的影响

龙源期刊网 Si对快速凝固/粉末冶金(RS/PM)AZ91镁合金组织和性能的影响作者：陈振华,曹特,周涛来源：《湖南大学学报·自然科学版》2010年第05期摘要:采用快速凝固/粉末冶金(RS/PM)法制备了Si增强的AZ91镁合金。

研究了不同Si含量对AZ91镁合金的微观组织、室温和高温力学性能的影响。

结果表明:随着Si含量的增加,合金中原位生成的Mg2Si颗粒逐渐长大。

Si的加入显著提高了合金的室温和高温力学性能。

室温下,当Si含量≤3%时,合金的抗拉强度随着Si含量的增加而提高,当Si含量增加至5%时,合金的抗拉强度大幅度降低。

其中RS/PM (AZ91+3%Si)合金表现出最优异的室温力学性能:σb高达472.36MPa,σ0.2、δ分别达到329.76MPa、4.70%。

合金的高温抗拉强度(473K)随着Si含量的增加而提高。

关键词:快速凝固;镁合金;Mg2Si;力学性能Effect of Si Content on Microstructure and Property of Rapid Solidification/Powder Metallurgy (RS/PM) AZ91 AlloyCHEN ZhenhuaCAO TeZHOU TaoABSTRACT: Si-enhanced AZ91 magnesium alloy was obtained through (RS/PM) in this paper. The effects of different Si content on microstructure, room and elevated temperature mechanical properties of AZ91 alloy were examined. The results show that Mg2Si particles generated in situ are grew up gradually as the increasing of Si content. By adding Si to the alloy can significantly improve the room and elevated temperature mechanical properties. At the room temperature, The tensile strength of alloys improved with the Si contents increased when the Si contents less than 3(mass)%. But when the Si contents increased to 5(mass)%, the alloy tensile strength reduced significantly. The alloy with 3(mass)%Si exhibits the best mechanical properties, its 0.2% yield tensile strength,ultimate tensile strength and elongation of rupture were 354.93MPa, 472.36MPa and 4.70%. And the alloy elevated temperature (473K) tensile properties improved as the Si addition increasing.KEYWORDS: Rapid solidification; Magnesium alloys; Mg2Si; Mechanical properties由于能源短缺和日益苛刻的环保要求,全球对低密度、高性能结构材料的需求日益增大。

中英文版AZ91镁合金铸锭条件

ITEMS NEEDED FOR AZ91 CASTING TRIALAZ91压铸试验所需要准备工作The following items will need to be prepared in advance of a AZ91 ingot casting trial using the new draft procedure supplied by Applied Magnesium.在根据应用镁公司提供的新的AZ91D合金生产指南草稿进行AZ91D合金锭试验铸造之前，需要提前做好以下的准备事项。

1.One in use and one spare electrically driven casting pump currently located in thestatic cast workshop. Make certain that the following items are checked and/orincluded;在手浇铸车间目前应放置两个电驱动的浇铸泵，一个现在使用，一个作为备用。

确定下列物品已经过检验或者包括在内。

Pump can be hung from crane hook.浇铸泵应可以用吊钩吊起来。

Pump is operational.浇铸泵应可以使用。

Variable speed control to regulate pump speed is included at the alloy workshop.在合金车间，浇铸泵的速度应该有变速控制装置。

Pump to transfer pipe flange is compatible design so that the twoassemblies will fit together.浇铸泵连接移液管的接口装置应该吻合，这两样器具就可以匹配的很好。

Pump is clean and free of debris. MAKE CERTAIN THAT PUMP IS PRE-HEATED IN MOLTEN FLUX JUST PRIOR TO USING INMOLTEN MAGNESIUM浇铸泵应该很干净，无杂质粘连。

基于SHPB实验的挤压AZ91D镁合金动态力学行为数值模拟

[17]
。众所周知，
同铸造AZ91D镁合金相比，挤压AZ91D镁合金由于晶粒细化和沉积相的均匀分散，其强度和塑性得到很大
1970
中国有色金属学报
2014 年 8 月
2 Johnson-Cook 本构拟合
Johnson-Cook 强度模型的简单形式包含了应变率和温度效应的影响，并且可以对金属材料的本构关
(4)
该模型包含了A、B、n、C、m这 5 个参数，需要
* = ε /ε 0 是通过参考应变率通过实验来确定，公式中 ε 0 无量纲化的应变率，取 ε 0 为 1 s−1。T*为无量纲化的 ε
温度：
[16]
图1 Fig. 1
挤压 AZ91D 镁合金的显微组织 Microstructure of extruded AZ91D Mg alloy
用线切割从棒材上切取实验压缩试样，试样尺寸分为d 8 mm×12 mm和d 8 mm×6 mm两种，大尺寸试样用于准静态实验，小尺寸试样用于应变率在 400~1000 s−1 之间的动态实验。常温准静态实验在 Instron材料试验机上进行，准静态压缩试验采用的加载应变率为 0.001 s−1。常温动态压缩实验采用霍普金森压杆(SHPB)装置完成(见图 2)，所选实验条件为 3 种应变率(440、 760 及 1050 s−1)。上述所有试样的压缩方向都与挤压方向相同，并在进行压缩试验前，需将试样端面打磨光滑，以减少端面与压头的摩擦。通过上述实验方法，获得的部分不同应变率下的 s (t ) 、应变实验结果见图 3。其中，试样中的应变率 ε
图2 Fig. 2 SHPB 实验原理图 Schematic diagram of SHPB system
系给出比较理想的预测。本文作者尝试在 J-C 强度模型的基础上描述 AZ91D 镁合金的常温动态压缩力学行为，J-C 模型表达式如下：

AZ91D镁合金的热压缩变形行为

表 1 AZ91D 镁合金的化学成分 Table 1 Chemical composition of AZ91D magnesium alloy (mass fraction, %)
Al Zn Mn Fe Cu Ni Mg 9.000 1.000 0.150 0.005 0.030 0.002 Bal.
第 19 卷第 10 期
中国有色金属学报
Vol.19 No.10
The Chinese Journal of Nonferrous Metals
文章编号：1004-0609(2009)10-1720-06
2009 年 10 月 Oct. 2009
AZ91D 镁合金的热压缩变形行为
张晓华，姜巨福，罗守靖
(哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨 150001)
摘要：在应变速率为 0.005~1 s−1、温度 250~350 ℃条件下，采用 Instron-5500 热模拟机对 AZ91D 镁合金的高温
压缩特性进行研究，得到其真实应力—应变曲线。分析挤压温度和应变速率等对曲线的影响，得出本构方程的一
m=0.14。
关键词：AZ91D 镁合金；高温压缩；流变应力；Zener-Hollomon 参数
中图分类号：TG146.2
文献标识码： A
Compression deformation behavior of AZ91D magnesium alloy at elevated temperature
则在 t1 时刻材料的真实应力 σ 为
σ= F
(2)
A1
式中：F 为 t1 时刻材料承受的载荷。
可以得到 AZ91D 镁合金的真实应力—应变曲线，结果如图 1 所示。

锻造对AZ91镁合金组织与性能的影响

锻造对AZ91镁合金组织与性能的影响摘要：研究了在380℃条件下一次锻造和两次锻造对AZ91合金组织和性能的影响。

结果表明，锻造有效的细化了镁合金组织，提高显微硬度和力学性能。

相比一次锻造，镁合金经二次锻造后，再结晶更加完全，晶粒进一步细化，力学性能进一步提高。

关键词：锻造；镁合金；显微组织；性能前言：镁合金以其比强度和比刚度高、电磁屏蔽性能和阻尼性能好，以及具有良好的切削加工性能和尺寸稳定等优点，被认为是21世纪最具发展潜力的“绿色结构材料”，已逐步在航空航天、电子、汽车等行业获得广泛应用。

AZ91合金属于Mg-Al-Zn-Mn系铸造镁合金，由于其良好的铸造性能而成为目前工业中最常用的压铸镁合金之一。

镁合金在低温变形条件下承受的变形量有限，常通过热加工来生产。

AZ91合金可通过挤压、锻造以及轧制等塑性变形，可使其具有比铸件更高的强度、更好的延展性及力学性能；同时，还可以通过后续的热处理使其性能得到进一步的改善，以满足材料全面性能的要求。

1.试验原料及方法1.1 试验原料本试验所用材料为AZ91镁合金，其化学成分见表1所示。

1.2 试验方法将AZ91镁合金在380℃条件下，分别采用高度减少40%的变形量进行一次锻造和一次锻造后以60%的变形量进行第二次锻造的两种工艺，并对两种工艺锻造后的试验料进行取样。

锻造是在200t压力机上完成，每次锻造前都采用石墨油对磨具和坯料进行润滑，锻造速度为15mm/s，镁合金二次锻造后的宏观形貌如图1所示。

采用Olympus D11型光学显微镜观察金相组织，试样经金相砂纸磨光后，用氧化镁抛光剂在鹿皮上抛光；浸蚀后，用酒精冲洗吹干。

拉伸试验在Instron 5569万能试验机上进行，拉伸速度为1mm/min，试样的尺寸如图2所示。

2.结果与分析2.1 锻造前后合金的显微组织AZ91镁合金锻造前后的光学显微组织如图3所示。

图中可见，铸态AZ91镁合金的晶粒尺寸较大，如图3(a)所示。

AZ91D镁合金粉末粒度分布对其选区激光熔化成形的影响

AZ91D镁合金粉末粒度分布对其选区激光熔化成形的影响作者：王金业常志鹏岳彦芳常宏杰杨光来源：《河北工业科技》2022年第01期摘要：為了解决AZ91D镁合金粉末选区激光熔化（SLM）成形过程中产生的烟尘问题，从粉末粒度分布的角度着手，将粉末筛分成不同规格，并按一定比例混合后进行SLM成形实验，探究其对成形过程烟尘产生的影响规律，在保证制件较高拉伸强度的条件下，找出烟尘产生量较少的粒度分布。

实验结果表明：镁合金粉末粒径分布对其SLM成形过程中产生的烟尘量有明显的影响作用;SLM成形相同的制件，20 μm以下的细粉末对烟尘的产生作用显著，适当增大大粒径粉末所占比例，能有效减少烟尘的产生量;同时，筛除20 μm以下的细粉末后，制件的抗拉强度提升了6%，大粒径粉末比例的增加，使得制件的抗拉强度有所降低，但这一影响并不显著。

研究结果所确定的优选粉末粒度分布区间，可为进一步减少SLM成形过程中的烟尘产生量、获得高性能镁合金制件提供方法创新和技术支撑。

关键词：有色金属及其合金;镁合金;选区激光熔化;粒度分布;烟尘;拉伸强度中图分类号：TH164 文献标识码：A DOI：10.7535/hbgykj.2022yx01011Abstract：Aiming at the problem of smoke generated in selective laser melting （SLM）process of AZ91D magnesium alloy powder，from the perspective of particle size distribution，different specifications of powder were sieved and mixed together in definite proportion to carry out the SLM experiments，which was used to study the influence law of the smoke generation in the forming processing and find out the optimal powder particle size distribution with less smoke under the condition of ensuring the higher tensile strength of the specimens.The experimental results show that particle size distribution of AZ91D magnesium alloy powder has an evident effect on the amount of the smoke generated in SLM process;when forming the same magnesium alloy specimens，the fine powder particle size below 20 μm has an o bvious effect on the generation of the smoke，and increasing the proportion of large-size powder appropriately can effectively reduce thesmoke.Meanwhile，the tensile strength of the magnesium alloy specimens is increased by 6% after removing the powder part icle size below 20 μm，and increasing the proportion of large-size powder can somewhat reduce the tensile strength of the AZ91D magnesium alloy specimens，but this effect is not obvious.The optimal distribution interval of the powder particle obtained in this study provides method innovation and technical support for further research on reducing the smoke in SLM forming process and gaining the high-performance magnesium alloy parts.Keywords：non-ferrous metals and their alloys;magnesium alloy;selective laser melting;particle size distribution;smoke;tensile strength镁及镁合金作为目前实际应用最轻的金属材料，其资源丰富，具有密度小、比强度/比刚度高、生物兼容性良好、铸造/切削加工性能良好和电磁屏蔽性能优异等诸多优点，被广泛应用在航空航天、国防军工、生物医疗、汽车工业、数码电子等多个领域[1-3]。

钝化处理后热镀锌板折边发黑的原因分析及解决方法

位生长技术是最广泛航的方法，但是有时候LDHs 涂层的纯度和厚度不能满足要求。这表明原位生长技术方法的改进和多样化很重要。但在镁合金表面
制备的LDHs涂层所有的方法都只是在实验室条件下进行的，且涂层的力学性能和耐蚀性能远没有达到推广应用的要求,涂层功能较为单一,没有充分发挥水滑石类化合物组成功能多样性可调性的优势, 因而还需进一步研究探索。
锯酸点
包角
辐速比/%
平均膜重/ (mg*m-2)
96h盐雾白锈量/%
1 2 500 53.24 — 70:110
4231
0
2 3 000 53.24 — 70:110
3&45
0
3 3 500 53.24 — 70:110
35.96
0.6
4 4 000 53.24 — 70:110
33.68
1.7
5 3 000 61.08 — 70:110
不再考虑提高此压力值。
对比各样板盐雾试验结果，为保证钝化效果,96 h 盐雾试验尽量不出现白锈，钝化膜厚度应控制在
36 mg/m2 以上。 4应对方案
厂家提供的钝化原液浓度太高，使用前需对原液进行检化验并加入适量的脱矿水进行稀释。实际中，当不生产钝化产品时，蘸料辐、涂覆辐也处于转动状态(不与带钢接触)，钝化液处于自循环状态，由于钝化液盘内液体水分挥发的影响，钝化液的浓度会提升,钝化产品需安排集中生产,钝化液酸点控制
56.25
0
6 3 000 61.08 +4 70:110
55.03
0
7 3 000 61.08 +8 70:110
54.37
0
从表4中可以看出，钝化液锯酸点是影响钝化膜厚度的首要因素。对比1号和5号样板，钝化液中 C严浓度越高，涂覆到带钢表面的钝化膜中(：宀越多，即钝化膜越厚。在其他因素不变的情况下，钝化液箔酸点与钝化膜厚度成正比例关系。

热处理对细晶AZ91D镁合金组织和性能的影响

中国铸造装备与技术6／20096结束语对国内外现有的耐热钢而言，要求在1200℃长时间带载工作，已远远超过了任何合金钢的本能，因此必须对还原罐化学成分、冶炼和铸造工艺进行调整和互补，采取合金强化和工艺化同时进行才能达到提高还原罐使用寿命和降低成本的要求。

如要大幅度提高还原罐使用寿命，降低成本，选取二种不同成分的适用于不同工作温度区间的耐热钢的方法是必须的也是可行的。

参考文献[1]李志华，戴永年.我国镁工业现状[J].昆明理工大学学报，2001，26：83～86.[2]李德臣.制镁还原罐的研制[J].铸造技术，2002（2）：124～128.[3]郭国文.一种新的炼镁还原罐结构[J].铸造，2001（7）：395～397.[4]肖纪美.不锈钢的金属学问题[M].北京：冶金工业出版社，l983，9：41-98.[5]黄乾尧等.高温合金[M].北京：冶金工业出版社，2000，4：10～39.[6]合金钢编写组.合金钢[M].北京：机械工业出版社，1978，9：210-225.20世纪90年代以来，镁合金在世界汽车工业中的应用以每年约20%的速度增长，其中又以AZ 和AM 两个Mg-Al 系铸造镁合金的应用最为广泛[1，2]。

AZ91D 镁合金是开发最早、应用最广的商用镁合金之一。

已有的研究表明[3-5]，该合金可进行热处理强化，但其组织对热处理敏感，通过均匀化退火或固溶可使AZ91D 镁合金组织中的β-Mg 17Al 12相发生数量、形态上的改变，或者利用时效处理使β-Mg 17Al 12热处理对细晶AZ91D 镁合金组织和性能的影响Effects of Heat Treatment on Structure and Mechanics Propertiesof AZ91D Mg Alloys with Fine-Grain王瑞权陈体军马颖（兰州理工大学材料科学与工程学院，兰州730050）摘要：采用MEF-3金相显微镜、JSM-6700F 扫描电镜、EMPA-1600电子探针以及WDW-100D 型电子万能实验机等，对经Al-Ti-B 细化处理的AZ91D 镁合金铸态组织及固溶-时效态的显微组织和力学性能进行了观察和分析。

AZ91镁合金快速凝固的研究进展

AZ91镁合金快速凝固的研究进展作者：廖春丽来源：《中国科技纵横》2012年第05期摘要：本文对快速凝固的冶金行为进行了分析，对镁合金的快速凝固的近期研究情况进行了综述，并对快速凝固的特点进行了小结。

关键词：镁合金快速凝固进展镁合金因其低的密度、高的比强度和比刚度、好的阻尼性能以及易于回收等特点，越来越受到汽车和航空航天领域的青睐。

但其机械性能、抗腐蚀性能、抗蠕变性能不佳而限制了其广泛应用[1]。

根据Hall-Petch公式知，细晶是提高合金的机械性能最有效的办法。

快速凝固是细化晶粒以提高合金机械性能最有效的办法[2]。

快速凝固可显著地细化组织，获得微晶、纳米晶甚至金属玻璃以及常规工艺条件下难以获得的亚稳相结构，从而获得具有特殊物化性能和力学性能的新材料。

在快速凝固过程中，合金元素在镁基体内的最大固溶度大大提高。

铝的最大固溶度可以提高到21.6at% [3]。

快速凝固AZ91D合金可形成过饱和α-Mg固溶体，能大幅度提高合金机械强度、韧性和耐蚀性等性能，细化的晶粒和析出相，高的固溶度，并能形成非平衡相[4]，从而拓宽了其应用范围。

1、镁合金的快速凝固冶金行为快速凝固技术是指在很高的冷却速度下（如104~109K/s），合金以极快的速率从液态转变成固态，从而获得传统铸件或铸锭冷却速率下不能获得的成分、相结构或显微结构。

以应用最为广泛的AZ91镁合金为例，在快速凝固条件下，凝固过程包括两个阶段[5]：第一阶段为快速凝固阶段，急冷形成的大过冷熔体生成大量细小且过饱和枝晶组成的晶粒，同时伴随着潜热的快速释放和温度再辉。

第二阶段为缓慢凝固阶段，快速凝固后剩余熔体进入相对缓慢的凝固阶段，快速释放的潜热使细化的树枝晶过热，并且由于溶质再分配和热流而可能导致重熔发生。

在快速凝固后，合金的组织沿厚度方向分为3个晶区：近辊面细晶区、内部柱状晶区和自由面等轴晶区。

在快速凝固条件下，L→α-Mg+β-Mg17A112的共晶反应受到抑制，条带凝固组织由过饱和的单相a-Mg固溶体组成。

热处理对AZ91D镁合金显微组织的影响_图文.

１６．３４６０．９５２２．７１０．３２．７
１
２
３４
５６
１００μｍ
５２
《热加工工艺》２００８年第３７卷第１０期材料热处理技术
Ｍａｔｅｒｉａｌ＆ＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔ下半月出版
差别不大，只在局部晶界处组织略发生变化；从图５（ｄ）可以清楚看出，晶界部位有相析出。经
２００℃×１２ｈ时效处理后，金相组织发生显著变化（图５ｂ），图中可见明显的晶界，且晶粒较大，晶粒
一般认为，铸态ＡＺ９１Ｄ镁合金主要由α－Ｍｇ、离异β－Ｍｇ１７Ａｌ１２相和共晶组织（α－Ｍｇ＋β－Ｍｇ１７Ａｌ１２）
组成［２］，其中β相对ＡＺ９１Ｄ镁合金的性能影响已得到广泛的研究，但人们对共晶组织中的共晶α相认识非常有限，甚至经常将共晶α相和先析α相混为一谈。另外，在ＡＺ９１Ｄ镁合金中通常含有一定量的Ｍｎ，通常以固溶体和金属间化合物两种形式存在。据报道［３－４］，Ｍｇ－Ａｌ系镁合金中的
Ｆｉｇ．５ＴｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＡＺ９１ＤＭｇａｌｌｏｙａｆｔｅｒｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔａｔ４１０℃ｆｏｒ２４ｈａｎｄａｇｉｎｇａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｏｒ１２ｈ
（ａ）１５０℃
（ｂ）２００℃
（ｃ）２５０℃
（ｆ）２５０℃
（ｄ）１５０℃
（ｅ）２００℃
２５０μｍ
２．２固溶ＡＺ９１Ｄ镁合金的显微组织
３８０℃×２４ｈ固溶处理合金微观组织如图２
所示。从图２（ａ）中可以看出，通过３８０℃×２４ｈ固溶处理，连续分布在β－Ｍｇ１７Ａｌ１２周围的片层相已全部溶入基体中，结合相图分析可以推测片层相就是共晶组织中的α相。图２（ｂ）和（ａ）的组织形貌基本一致，没有发现任何薄片状组织。能谱分析表明视场所观察到的第二相由β－Ｍｇ１７Ａｌ１２相和Ａｌ－Ｍｎ相组成，前者这时已经开始溶化，其边缘变得更加平直和圆滑，而后者与铸态中的相比没有显著变化。

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Vol.20 No.2
Joumal of Wuhan Universityof Technology-Mater.Sei.Ed.
Jun. 2135
Process Optimization for AZ91 Mg-alloy Low-pressure EPC Process
WU Hebao FAN Zitian Huang Naiyu DONG Xuanpu TIAN Xuefeng (State Key Laboratoryof Plastic FormingSinmlatlonand Die and Mold Tedmoiogy, Schoolof Materials Science and Engineering, FmazhongUniversityof Science and Technology, Wuhnesium alloy fills the mold cavity"at a low pressure in counter-gravity manner, forming a laminar flow profile. This will reduce the expose time in air for magnesium melt and overcome the fill problems for magnesium melt in conventional EPC process due to its excellent thermal conductivity and less latent heat. As a newly developed casting process, there are little open documents to describe its characteristics and little information to guide foundrymen in practice. Meanwhile, the most important initiatives for the development of such a process is the improvement of mold filling during casting, from which it is expected to significantly reduce the casting defects. Producing magnesium alloy castings with low-pressure EPC process also has the advantages of easy automatigation and saving labors as well as better casting quality and higher yield. Therefore, this paper aimed at investigating the optimal processing parameter for low-pressure EPC process to produce rrkagnesium products without any defects.
~ : The influente of a key process variable on the mold filling characteristicsof AZ91Mg-alloy was stadied in the low pressure EPC protess . The appliedflow quantity of insert gas from I to 5 m 3/ h associated with the pressurizing rate in the low pressure EPC casting process was consideredfor rectangle and I~ shape plate casting. The experimental results show that there is an optimal flow quantity of insert gas for good mold filling characteristics in AZ91 Mgalkry low-pressure EPC process. The optimal flow quantity of insert gas for the specimens is 3 to 4 m 3/ h. Either less or higher than the optimal flow quantity of insert gas would lead to misran defects or folds, blisters and porosity defects. The practice of b ~ casting confirmed that the low-pressure EPC process with an optimal processing variable exemplified as 4 m 3/ h gas flow quantity was capable of producing complicated magnesium castings without misrun defects. I~zeywords: magnesium d/oy; low-pressurecasting; expandable pattern casting; processoptimization
1 Introduction
A dramatic increase in the production and utilization of magnesium castings over the world in last ten yeas is primarily driven by the demand in automotive industry willing for increasing the vehicle fuel efficiency by using lighter materials[~] . Because of the lower density, high strength-to-weight ratio, high modulus, superior damping characteristic, good maehinability and availability, magnesium alloys have been considered as a desirable alternative to aluminum and steel for the production of lightweight components[El . Magnesium alloys are mainly produced via sand casting, permanent mold casting and high-pressure die-casting process[351 . The magnesium products from sand casting primarily serve the military and aerospace industry. The high-pressure die-casting process is generally used to produce the magnesium components with relatively simple geometry and lower mechanical properties. As the magnesium alloy market expanded significantly in past few years, it is essential to develop alternative casting methods, which could be employed to produce the magnesium castings with complicated geometry and higher mechanical properties that is impossible for either high-pressure die-casting or sand casting process [6] . The expandable pattern casting (EPC) process has now been developed into a well-defined manufacturing technology and currently recognized as a cost-effective vital option to the conventional casting process for producing of near-net shape casting with high quality and high integrity[71~ . The low-pressure expandable pattern casting process is a new precision method to make castings with the advantages of EPC process and low-pressure process. (Received: Sep.12,2004;Accepted:Feb.20,21305) WU Hebao (z,~,-~) : SeniorEngineer;E-maihwu_hust@ * Funded by the National Natural Science Foundation of China (No. 50275058)
2 Experimental
2.1 Experimental equipment The low-pressure EPC process consists of two systems, low-pressure casting and vacuum-sealed EPC casting process. A schematic diagram of a typical low-pressure EPC casting is shown in Fig. 1. The low-pressure system includes a pressurized crucible and a feeding tube that can guide melt flow from the crucible to the bottom of the flask. When a proper pressure is applied on the surface of the molten metal in the crucible, the molten metal would be forced to rise along the feeding tube and then flow into the expandable pattern via a gating system, which has been well embedded with dry sand and vacuum system. When the expandable pattern is fully replaced, the pressure on melt is further increased to reduce feeding shrinkage during solidification. The pressure is released after the casting is completely solidified. At this time, the molten metal in the riser of casting artd in the transferring tube is still in liquid state and therefore it can flow back