半固态镁合金成形技术概述
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《热加工工艺》2005年第10期综述近年来镁合金作为一种新型绿色环保合金适应了汽车结构件和3C产品对环保方面的要求[1 ̄3],使镁合金不但在航空航天而且在计算机、通讯设备、汽车上得到了广泛的应用。
镁合金产量在全球的年增长率高达20%,显示出了极大的应用前景[4,5],但与铝合金相比,镁合金产量只有铝合金产量的1%。
制约镁合金广泛应用的主要问题是,传统压铸成形工艺在熔炼和加工过程中,镁合金极易氧化燃烧,使得镁合金的生产难度较大,反映出镁合金成形技术的不完善,有待进一步发展。
20世纪70年代初期美国麻省理工学院的Flem-ngs等发明了半固态金属成形技术[6,7]。
该技术是将金属或合金在固相线与液相线温度区间进行加工,其实是一种近净成形工艺。
半固态成形技术的出现为解决镁合金成形中的氧化燃烧等问题提供了条件。
他将传统压铸技术与塑料注射成形技术结合起来,因而无需熔化设备,并避免了镁合金熔化的危险性[8],可用于传统压铸技术不能解决的镁合金的应用问题。
目前,镁合金半固态成形工艺主要分为:流变压铸、触变成形和注射成形。
然而在实际工业生产中主要采用第二种工艺即触变成形工艺。
该工艺是将半固态金属浆料冷却凝固成坯料后,根据产品尺寸下料,再重新加热到半固态温度,然后放入模具型腔中进行压铸成形。
此工艺中涉及到三个非常重要的环节:非枝晶坯料的制备、坯料的二次重熔加热、半固态触变成形。
如图1所示。
1非枝晶组织半固态浆料的制备制备具有非枝晶组织的优质坯料是半固态成形技术的基础和关键。
之所以这样讲是因为这种无枝晶组织的半固态浆料具有独特的流变学特性,即触变性和伪塑性[9,10]。
具有这种组织的材料力学性能优异,因而它的制备方法也是倍受关注的。
根据原材料的状态不同,可将其制备方法分为液态法、固相法和其他方法[11]。
液态法,像机械搅拌和电磁搅拌等都属于液态法范围。
主要是在外场的作用下对熔体进行处理,破碎出生的固相组织使其形成球状颗粒。
镁合金半固态压铸汽车产品实例1.引言1.1 概述镁合金半固态压铸技术是一种新兴的铸造工艺,能够制造出高强度、轻量化的汽车零部件。
随着汽车工业的发展和对轻量化材料需求的增加,镁合金半固态压铸技术得到了广泛关注和应用。
本文将通过介绍镁合金半固态压铸技术的原理和特点,以及汽车产品中的应用实例,来探讨这一技术在汽车制造领域中的潜力和前景。
镁合金半固态压铸技术是将镁合金加热到半固态状态,通过压铸成型得到所需的零部件。
相比传统的压铸工艺,镁合金半固态压铸技术具有以下几个显著的优势。
首先,半固态状态下的镁合金具有较低的黏度和较高的塑性,使得其在压铸过程中更容易充填模腔,提高了产品的成形质量和尺寸精度。
其次,半固态压铸过程中的镁合金具有较低的热应力,可有效降低零部件的变形和缩松现象。
此外,由于镁合金具有良好的可再生性和循环利用性,采用半固态压铸技术制造汽车零部件有助于环境保护和可持续发展。
在汽车产品中,镁合金半固态压铸技术已得到广泛应用。
一方面,由于镁合金具有优异的强度和刚度,采用半固态压铸技术可以制造出更轻量化、更节能的汽车零部件。
例如,采用半固态压铸技术制造的发动机缸体和传动壳体重量可以减轻20以上,同时提高了产品的耐久性和可靠性。
另一方面,由于镁合金具有良好的导热性能,采用半固态压铸技术可以制造出具有良好散热效果的汽车零部件。
例如,采用半固态压铸技术制造的发动机散热器可以有效降低发动机的温度,提升整车的燃油经济性和动力性能。
综上所述,镁合金半固态压铸技术是一种有潜力的汽车零部件制造技术,具有轻量化、节能和环保等优势。
随着该技术的不断发展和完善,相信在未来的汽车制造领域中将得到更广泛的应用。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以描述文章的组织方式和结构设计,以便读者能够更好地理解和阅读文章。
具体内容如下:文章结构:本文主要分为三个部分,分别是引言、正文和结论。
1. 引言部分:引言部分首先对镁合金半固态压铸技术进行概述,介绍其在汽车制造领域中的重要性和应用背景。
镁合金半固态压铸成形及其控制技术摘要:在众多的合金材料中,镁合金因其重量轻、延展性高、硬度性能良好等优势,被广泛应用在压铸材料中,本文主要分析镁合金半固态压铸成形的方式以及控制技术,希望能够为压铸行业发展提供意见参考。
关键词:镁合金;半固态压铸;成形;控制技术在压铸成形材料中,铝合金与镁合金的应用较为广泛,同铝合金相比较,镁合金的强度以及延展性要更高,在压铸成形的材料中,结构相对牢固可靠。
新的发展形势下,对于镁合金的需求越来越大,镁合金的应用范围不断扩大,甚至在航空航天以及通讯设备上得到了良好的应用。
为了更好地研究镁合金成形材料,本文便针对镁合金半固态压铸成形技术进行简单分析。
1镁合金半固态压铸成形所采用的方法通常情况下,有三种途径可以实现镁合金半固态压铸成形,即触变压铸、流变压铸以及处变注射三种方法,接下来将依次进行详细分析:1.1镁合金半固态的触变压铸方法该方法是通过对半固态镁合金锭进行二次加热,变为固液后,借助密闭的送料机将其传送给压铸机,再输送到压射料筒中。
整个的压铸工作是靠冲头动作来完成的。
在二次加热前,半固态镁合金锭固相率基本在 48%-58% 之间,粘稠度较高,然二次加热后,固液镁合金锭在处于压射状态下,会受到切变作用,降低粘稠度,这样一来便提高了流动性,有助于压射成形。
1.2镁合金的流变压铸方法有关研究表明,同液态镁合金相比较,半固态镁合金的成形技术更有助于镁合金零件的压铸成型,压铸件的质量也更高。
因此,镁合金的流变压铸方法便是将液态镁合金通过降温或者搅拌的方式,来将其转变为半固态浆料后,输送到压铸机进行压铸工艺。
由此可知,在镁合金的流变压铸工艺中,关键在于液态合金到半固态合金的转化,在实际的工作中,发现这一过程最难控制的,便是成形温度,所以该方法对于温度和设备有着较高的要求。
1.3镁合金触变注射法在压铸工艺不断发展进步的大环境下,美国一家企业,根据塑料注射成型原理,对镁合金压铸工艺深入研究,开发了新型镁合金触变成形机,该专利设备主要适用于小型压铸件或者已经成型的设备加工,随后在日本投入生产,同时在生产专利设备的基础上,有对其进行创新,研发出具有热流道成形技术的模具,适用于性能要求不高的镁合金构件生产,譬如手机、电脑外壳生产。
半固態射出成形技術第一節 觸變成形技術(一)背景觸變成形主要發展里程如所示。
Dow Chemical早在1977年開始就嘗試 將半固態的概念應用在鎂合金上,經過十餘年的研究,於1988年製作出300噸 雛型機。
1900年Dow Chemical 與另外五家公司聯合成立Thixomat公司,負責 技術的商品化及授權,以及應用技術的研發,1991年獲得觸變成形設備及製程 的美國專利,之後陸續取得26國專利。
目前Thixomat授權生產觸變成形機的 公司僅限於日本製鋼所(JSW)及加拿大Husky兩家,JSW的機型包括75、220、450、650、及850噸,1998年夏天已推出1600噸機器;Husky剛取得授權不久,初期 預定開發90、225、500、及900噸等機種。
1997年為止全世界用於實際生產之 機器約65台,估計1998年底可達100台。
現有客戶三十餘家,分佈在日本、 美國、加拿大、瑞典、德國、新加坡、韓國、台灣等地,其中九成以上的客戶 原本是從事塑膠射出成形。
另一方面,美國能源部自1997年3月起展開一個400萬美金,為期三年的 計畫,支持Thixomat與Alcoa、Husky以及美國三大汽車廠合作研究鋁合金的 觸變成形,目標產品包括汽車用厚肉(8~10mm)結構件及薄殼(<1mm)連結件,未來 可能進一步擴及金屬基複合材料(metal-matrix composites)的成形技術。
(二)技術簡介觸變成形是由塑膠射出成形衍生應用在金屬的成形製程,米粒大小的金屬 顆粒原料在氬氣保護的料斗進入料管,經螺桿旋轉磨擦及料管外加熱器提供 熱量,溫度逐漸升高至其固相線溫度(solid us temperature)以上,形成部分 熔融狀態,此時螺桿同時計量後退將半固態黏漿推擠到蓄料區,待蓄儲存的黏漿 達到所需的量後,螺桿停止轉動,高速射出系統驅動桿往前推送黏漿進入模穴。
待工件完全凝固後射出單元後退,螺桿進行下一循環的剪切輸送計量,夾模單元 則開模頂出,同時進行清除廢料及噴離型劑等動作。
半固态触变注射成型镁合金内容摘要:摘要:本文对半固态触变注射成型镁合金AZ91D 的组织与性能进行了分析,结果表明,该成形法所生产的镁合金产品的组织及力学性能均优于压铸产品,从而为应用半固态触变注射成型法进行镁合金汽车零部件的生产奠定基础。
关键词:触变注射成型镁合金组织力学性能1 引言近年来,随着对绿色、环保等方面要求的提高,镁合金以其重量轻、比强度高、比刚度高、减震性好、耐电磁屏蔽、易回收等特点从众多金属材料中脱颖而出,广泛的应用于航空、航天、电子和汽车等行业。
目前,镁合金应用的两大热点产业是电子业和汽车业。
另一方面,作为实际应用中最轻的结构金属,镁合金能够满足交通运输业日益严格的节能和尾气排放要求,从而生产出重量轻、耗油少、环保的新一代交通工具。
摘要:本文对半固态触变注射成型镁合金AZ91D 的组织与性能进行了分析,结果表明,该成形法所生产的镁合金产品的组织及力学性能均优于压铸产品,从而为应用半固态触变注射成型法进行镁合金汽车零部件的生产奠定基础。
关键词:触变注射成型镁合金组织力学性能1 引言近年来,随着对绿色、环保等方面要求的提高,镁合金以其重量轻、比强度高、比刚度高、减震性好、耐电磁屏蔽、易回收等特点从众多金属材料中脱颖而出,广泛的应用于航空、航天、电子和汽车等行业。
目前,镁合金应用的两大热点产业是电子业和汽车业。
一方面,用于“3C” (Computer、Communication、Con sumption Electronics Products)产品的壳体,有逐渐取代可回收性较差的塑料壳体的趋势;另一方面,作为实际应用中最轻的结构金属,镁合金能够满足交通运输业日益严格的节能和尾气排放要求,从而生产出重量轻、耗油少、环保的新一代交通工具。
国内外广泛采用的镁合金成形方法为压铸法。
压铸镁合金产品具有尺寸稳定性好、生产率高等优点,但也具有夹杂多、气孔多、成形后难热处理、尺寸近净成形差等不足。
镁合金半固态压铸成型工艺
镁合金?啊,这个我知道!它不是那种特别重的金属,反而有点轻飘飘的,但超级结实,就跟我们玩的橡皮泥似的,但比橡皮泥可结实多了!
压铸成型?哦,这个嘛,就是将那个镁合金放进一个超大的机器里,然后“嘭”的一声,它就变成了我们想要的样子。
就像我小时候用模具做饼干一样,但肯定没这个机器厉害。
啊!说到半固态,镁合金在半固态的时候真的超级神奇!它就像那种快要融化的冰淇淋,软软的,黏黏的。
这时候把它放到压铸机里,就能轻松变出各种各样的形状啦!
你知道吗?用镁合金压铸出来的东西真的超级有用!汽车用了它,变得更轻,跑得更快;手机用了它,变得更结实,不怕摔。
每次看到这些,我都觉得镁合金真是个了不起的家伙!
镁合金半固态压铸成型工艺,听起来好像很复杂,但其实超酷的!我长大后也想成为一名工程师,研究出更多这样的神奇工艺,让我们的生活变得更加美好!。
镁合金成型技术综述摘要:要介绍了镁合金的特点、分类以及镁台金在汽车、3c和白行车行业的应用,并举例说明了各自的现状;通过大量相关资料,对现阶段国内外镁合金的成型技术进行了系统的论述。
其中包括镁台金铸造成型、塑性成型、连接成型,对它们各自的工艺特点和应用范围进行对比分析,发现镁合金的成型技术现在主要是压铸成型,其他的成型工艺的应用还比较少。
并介绍了镁合金目前在国内外的应用现状及镁合金成形技术的发展现状,以及镁合金的发展方向及应用前景[1]。
镁合金作为21世纪绿色环保合金,具有密度小,比强度、比刚度高,尺寸稳定性好,电磁屏蔽性好等特点,其应用前景广阔,主要作为铝、塑料和钢的替代品。
采用常规铸造方法,如高低压铸造、熔模铸造、消失模铸造及永久型铸造等,可以铸造出质量轻,强度高,形状复杂的镁合金铸件,但需过热以确保流动性而导致生产的诸多难以克服的问题(如镁合金燃烧)。
镁合金半固态铸造可分为:流变铸造、触变铸造和注射成形。
一、镁合金的基本性能及其产品优势[2,3]1. 轻量化密度1.8g/cm3左右,是铁的1/4,铝的2/3,与塑料相近。
2. 比强度高,刚性佳,优于钢、铝。
3. 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,电磁屏蔽性佳。
6. 加工成型性能好,成品外观美丽,质感佳,无可燃性(相对于塑料)。
7. 材料可100%回收,回收率高符合环保法。
8. 尺寸稳定,收缩率小,不易因环境温度变化而改变(相对于塑料)。
二、镁合金材料的加工成型技术依据材料加工成型的方式和特点不同,可以将镁合金分为铸造用镁合金、压铸用镁合金、挤压用镁合金、锻造用镁合金和焊接用镁合金。
这要根据镁合金产品的类型而选用。
1. 压铸成型技术[2,4,6]镁合金的压铸技术一直是镁合金应用于结构材料制造技术的重点,镁合金压铸产业在欧美已有较大规模。
压铸技术是以活塞将融熔金属压入模具中,凝固成型,制造产品。
镁合金成形技术简介与分析近年来对轻质材料的需求越来越大,镁合金作为结构材料由于具有比重小、比强度和比刚度高、导热和导电性好、切削加工性好、优良的阻尼性和电磁屏蔽性、易于加工成形和回收等优点,因此广泛应用于汽车、电子、通讯等行业,被誉为“21世纪的绿色工程材料”。
根据成形工艺的不同,镁合金材料主要分为铸造镁合金和变形镁合金两大类。
前者主要通过铸造获得镁合金产品。
包括砂型铸造、永久型铸造、熔模铸造、消失模铸造、压铸等。
其中压铸是最成熟、应用最广的技术。
而后者则是通过变形生产尺寸多样的板、棒、管、型材及锻件产品。
并且可以通过材料组织的控制和热处理工艺的应用,获得更高的强度、更好的延展性、更好的力学性能,从而满足更多结构件的需要。
另外,镁合金的半固态成形作为一种新型铸造技术也得到了广泛的研究与应用。
1铸造镁合金铸造是镁合金的主要成形方法,包括砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、消失模铸造和压铸等在内的多种铸造方法均可用于镁合金成形。
目前,90%以上的镁合金产品是压铸成形的。
1.1压铸压铸是镁合金最主要、应用最广泛的成形工艺。
镁合金有优良的压铸工艺性能:镁合金液粘度低,流动性好,易于充满复杂型腔。
用镁合金可以很容易地生产壁厚1.0mm~2.0mm的压铸件,现在最小壁厚可达0.6mm。
镁压铸件的铸造斜度为1.5,而铝合金是2~3度。
镁压铸件的尺寸精度比铝压铸件高50%。
镁合金的熔点和结晶潜热都低于铝合金,压铸过程中对模具冲蚀比铝合金小,且不易粘型,其模具寿命可比铝合金件长2~4倍。
镁合金件压铸周期比铝件短,因而生产效率可比铝合金提高25%。
镁合金铸件的加工性能优于铝合金铸件,镁合金件的切削速度可比铝合金件提高50%,加工耗能比铝合金件低50%。
生产经验表明由于生产效率高,热室压铸的镁合金小件的总成本低于冷室压铸的铝合金同样件。
压铸镁合金可按其成分分为四个系列:AZ(Mg-Al-Zn)系列(AZ91)、AM(Mg-Al-Mn)系列(AM60、AM50)、AS(Mg-Al-Si)系列(AS41、AS21)、AE(Mg-Al-RE)系列(AEA2)。
重庆科技学院课程结业考试(论文)题目半固态镁合金成形技术概论院(系)冶金与材料工程学院专业班级材料工程技术08-02学生姓名刘明强学号2008630578任课教师孙建春职称讲师评定成绩___ _ __ 评语:年月日半固态镁合金成形技术概述姓名:刘明强学号:2008630578摘要:半固态镁合金制备是在20世纪末新起的最新制备镁合金的技术,半固态技术被认为是21世纪最具发展前途的近终成形技术之一[1]。
本文旨在为大家阐述半固态镁合金成形技术的基本概论,包括镁合金的相关阐述(性能、应用、加工技术等);半固态成形技术的概念,半固态金属浆料的制备,以及半固态加工材料的制备技术等;重点是镁合金与半固态成形技术的结合,包括半固态镁合金浆料的制备,半固态镁合金材料的制备,半固态镁合金材料的热处理,半固态镁合金成形技术的国内国外现状和未来展望,同时阐述半固态镁合金制备的优缺点。
关键词:半固态、镁合金、浆料、半固态成形、流变成形前言:镁及镁合金作为一种新型的应用材料,近年来已广泛应用于军用、民用领域,如在航空航天、航海、通信、医疗、广播电视、音响影像器材、微电子技术、光学仪器等领域内,在汽车、摩托车、工具、家电电器、手机、计算机及电子设备等制品中都可看到镁合金的终极,在炼钢脱硫、铝合金生产、防腐工程中都离不开镁原料。
在汽车行业,上海汽车集团公司、一汽集团、东风汽车集团、江铃汽车公司等国内大的汽车公司均开始使用镁制零部件。
根据相关研究,汽车单车自重没减轻100Kg,每百公里耗油可减少0.7L左右,每节省1L燃料可减少二氧化碳排放量 2.5g。
而通过镁合金零部件的使用可有效的实现汽车轻量化目标。
镁合金应用于交通工具,除减中和降低油耗,还可以提高整车加速、制动性能,还能降低行驶振动和噪声,提高舒适度,可以加快散热,使发动机的综合性能提高一个档次,具有良好的经济效益。
镁合金的半固态成形目前是各国研究的热点:Ya-no Ei ji等利用余热的冷却斜槽近液相线铸造或得了半固态AZ91D镁合金组织;J M Kim等利用两步加热法得到了半固态AZ91镁合金浆料;Czerwinski F开发了半固态加工与挤压、喷射成形结合在一起的心的镁合金加工技术,一Mg-9% Al-1%Zn为例分析力组织性能变化规律;Chen J Y和Fan Z研究了半固态浆料的流变模型;Koren Z等研究了AZ91和AM503镁合金半固态热压铸和冷压铸成形。
[2]可以看到镁合金半固态的研究虽然很多,但主要之中在浆料制备、二次加热重熔、触变成形几个方面,仅有几个流变成形研究也只是在实验室,工艺还不成熟,与应用有一定的距离。
虽然半固态流变成形技术应用更少,但与触变成形相比,流变成形更节省能源、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。
所以演剧开发镁合金的刘避难成型工艺具有重大意义。
下面的是两个镁合金半固态成形技术介绍:镁合金流变成形技术流变成形技术始于二十世纪七十年代,由美国MIT的Flemings教授领导的研究小组最先提出。
流变成形的基本原理是在熔体凝固过程中对熔体施加搅拌,从而改变凝固中的形核和长大规律。
将经过搅拌的熔体导入成形设备内,获得的铸件微观组织为细小均匀的等轴晶,而不是常规铸造的粗大树枝晶。
适合于流变成形的成形方式多种多样,如连铸、压铸、挤压、锻造、轧制等。
随着镁合金压铸工业的迅猛发展,流变压铸技术已表现出良好的应用前景。
常规液态压铸件内往往存在气孔,导致生产成品率低,零件无法通过热处理提高性能。
流变压铸能避免铸件内形成气孔,铸件性能得到改善,生产效率显著提高。
双螺旋流变成形技术双螺旋流变制浆技术由英国Brunel 大学Z.Fan等人发明并申请了多项国际专利。
北京有色金属研究总院与发明人合作,共同致力于该技术的二次开发和推广应用。
双螺旋流变制浆设备通过一对高速旋转的螺杆对熔体实施高剪切率搅拌。
熔体经过搅拌处理后直接进行压铸、挤压、轧制等。
双螺旋搅拌技术适用于多种不同牌号镁、铝合金,具有连续处理熔体的能力,是目前最为成功的流变成形熔体处理技术。
[3]半固态成形技术的发展动向半固态金属胚料的制备技术:在预制锭的制备方面进行了很多研究,以获得简便、低成本及组织良好的胚料,除搅拌法以外还有:(1)低注浇注法。
(2)快速冷却法。
(3)冷却板法。
(4)加入晶粒细化剂法等,如Ca、Zn用于Mg、Zn合金等。
半固态金属成形技术发源于美国(1972年),发明至今30多年,且已成为工业界认可之技术,而美国仍处于全球领先地位,而此一制程尚未普及之原因不外乎经济与技术两方面。
今后半固态成形的普及推广仍赖它在技术成熟性(再现性、稳定性、可靠性)及经济性(降低成本)方面获得进一步进展,并利用半固态成形性之特性,与汽车工业密切配合以扩大应用领域。
[4]正文:1镁合金简述:1.1.镁及镁合金的性能:镁是地球上排位第八位的富有金属元素,其含量约占地壳重量的2%,在金属元素中仅次于铝和铁;镁同是也是海水中的第三富有元素,约占海水重量的0.13%。
镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料。
此外镁合金由于有较高的比强度、比刚度、减震度、耐磨度、导热性、电磁屏蔽性、易切削性和易回收等良好的综合性能,而成为汽车、航空航天及电子通讯等行业的重要新型原材料。
在能源、资源日益严峻和环保问题日趋突出的今天,镁合金材料被誉为“21世纪的绿色工程工程结构材料”,具有良好综合性能的轻质镁合金材料正成为全球关注的热点。
1.2.镁合金的广泛应用镁及镁合金作为一种新型的应用材料,近年来已广泛应用于军用、民用领域,如在航空航天、航海、通信、医疗、广播电视、音响影像器材、微电子技术、光学仪器等领域内,在汽车、摩托车、工具、家电电器、手机、计算机及电子设备等制品中都可看到镁合金的终极,在炼钢脱硫、铝合金生产、防腐工程中都离不开镁原料。
在汽车行业,上海汽车集团公司、一汽集团、东风汽车集团、江铃汽车公司等国内大的汽车公司均开始使用镁制零部件。
根据相关研究,汽车单车自重没减轻100Kg,每百公里耗油可减少0.7L左右,每节省1L燃料可减少二氧化碳排放量2.5g。
而通过镁合金零部件的使用可有效的实现汽车轻量化目标。
镁合金应用于交通工具,除减中和降低油耗,还可以提高整车加速、制动性能,还能降低行驶振动和噪声,提高舒适度,可以加快散热,使发动机的综合性能提高一个档次,具有良好的经济效益。
镁合金所具有的优异的波比铸造性能及良好的比强度、比刚度和抗撞能力,能充分瞒住3C产品高度集成化、转薄化、微型化、抗摔撞级等。
因此当前在手机、笔记本电脑、PDA、CD机、网盘、数码相机、摄像机、MP3、便携DVD等行业,也已经建立了一批专门生产3C产品专用镁合金部件的企业,也已经掀起了镁合金部件的企业。
我国如青岛金谷镁业公司、长春华禹镁业公司和富士康公司等。
炼钢脱硫是中国镁的应用量突起的另一个重要领域。
随着汽车工业、石油、天然气管线、桥梁建筑等领域用高强度低硫钢的需求增长,近几年鞍钢、宝钢、武钢等钢厂一开始采用镁制脱硫剂进行脱硫,获得低硫优质钢。
1.3.镁合金的加工技术目前镁合金产品的80%是通过铸造方法获得。
包括砂型铸造、金属型铸造、中立铸造、熔模铸造、消失模铸造、永久模铸造和压铸等在内的多种铸造方法均可用于镁合金成形,其中压铸是最成熟、应用最广的方法。
此外半固态铸造、挤压、轧制等成形方法也可以应用于镁合金。
总的来说镁合金的广泛应用遇到了一些问题:1)镁合金在熔炼中极容易燃烧,在热加工过程中极容易氧化;2)镁合金化学性质比较活泼,耐腐蚀性较差;3)镁合金的高温强度、蠕变性能较低,限制了镁合金在高温下的使用;4)镁合金的常温力学性能,特比我是强度和塑性、韧性有待进一步提高;5)镁合金的合金系列相对很少,特别是变形镁合金的研究开发严重滞后。
[5]2半固态成形技术通常,金属的成形工艺有两种:一种是采用完全呈一台的金属成形,例如各种铸造技术;另一种是采用完全是固态的金属成形,例如锻造、挤压等。
[6]半固态铸造是办固态加工或半固态成形的核心,是指将既非全呈液态,又非全程固态的固态-液态的金属混合减料用住在和其他加工方法成形的新方法。
半固态铸造的工艺原理是将合金熔化后,待它另却到液相线以下时,对合金进行搅拌。
在叫办理的作用下,合金中析出的树枝状晶贝破坏,并在周围金属液的摩擦熔融作用下,晶粒和破碎的枝晶小块形成卵球状的颗粒,分布在整个液态金属中。
这时合金几十固态组分大40%-60%,仍然像糊状的悬浮液,具有一定的流动性。
而在剪切力较小或为零是,她又具有固题性质,可以进行搬运储存。
[7]2.1.半固态合金浆料制备半固态成形技术采用具有特殊组织——非枝晶组织(或称半固态组织)的坯料:因此,如何制备优质的具有非枝晶组织的坯料是半固态成形的前提。
目前,用于非枝晶组织坯料生产的工艺主要有:机械搅拌法.电磁搅拌法、应变诱发熔化激活法和半固态等温热l处理法等。
2.1.1.机械搅拌法机械搅拌法是最早采用的方法,其设备构造简单,分为间歇式和连续式两种,可以通过控制搅拌温度、搅拌速度和冷却速度等工艺参数,使初生树枝晶破碎而成为颗粒结构。
但由于工艺参数不易控制,容易卷入气体,搅拌器与熔体接触易造成熔体污染,重现性较差,很难保证产品质量的一致性。
并且坯料的晶粒尺寸较大,一般为200 。
因此.在工业生产中很少采用,大多用于试验室研究,并主要集中于铝合金的制备_l J。
日本长冈(Nagaoka)技术科学大学的小岛阳(KOJIMA Yo)和谦土重晴(KAMADO蛳耐叭t)对AZglD镁台金在半固态条件下,利用机械搅拌进行了一系列的研究,取得了一定的成果- .Tissier等人』也采用机械搅拌法研究了AZglD镁合金的流变铸造技术,研究表明,初生相的均匀性及圆整度随搅拌时间、剪切速率的增加或搅拌温度的降低(增加固相率)而增加,但也未见到应用于工业生产实践的报告。
2.1.2.电磁搅拌法从搅拌金属液的流动方式来分有水平式和垂直式2种;从旋转磁场产生的方式可分为交变电磁场和永磁场2种。
主要参数有搅拌功率、冷却速度、金属液温度、浇注速度等。
电磁搅拌制备的铸锭晶粒尺寸一般可达60,ura,为球状等轴晶组织;一般用于生产直径不大于150 r帅的捧坯[3,41。
该方法在很大程度上克服了机械搅拌的缺点,且可实现连铸,生产敢率高,是目前工业化生产中应用最为广泛的一种方法。
2.1.3.应变诱发熔化激活法应变诱发熔化激活法(Strain-Induced Melt Activation.简称s『MA)是先将合金原材料进行足够的预变形,然后再加热到固相线和液相线之间的某一温度,即半固态。
在加热过程中,先发生再结晶,然后部分熔化,使初生相转变成颗粒状,形成半固态金属材料,少了一个熔体处理步骤。