乌兰察布导热镁合金材料报价及图片高导热镁合金型材
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铸锭凝固时,随着冷却速度的加大,减小了脆性温度区间,提高了固液区的金属的塑性,有利于减少热裂纹。晶粒粗大的凝固着的锭的脆性温度也较大。过热合金熔体将使晶粒粗化,加大脆性温度范围,降低合金的塑性,从而加大脆性敏感性。
晶粒形状也对脆性区范围和固液区的塑性大小有影响,柱状晶的不但脆性区较大,且其固液区的塑性也较低,因而易形成热裂纹。
铸造速度、铸造温度、冷却强度、铸锭尺寸及形状都对铸锭凝固速度有着直接影响,因而直接影响铸锭的内应力、脆性区大和固液区的塑性。在铸造镁合金锭时,不能同时不适当地加大铸造速度与冷却强度,否则会加大热裂纹敏感性。镁合金有较大的热裂纹敏性,裂纹的分布形式主要与工艺条件有关,常见形式有表面裂纹和发状裂纹。
冷裂纹
铸锭中的冷裂纹是在凝固以后形成的,是当铸锭冷却到低于不平衡固相线温度以下时,由于铸锭收缩困难造成的,即取决于当时铸锭的内应力大小和塑性高低。铸造应力可分为热应力、相变应力和收缩阻力。在连续铸造时,镁合金的相变应力可不考虑,主要是其余的两种应力,但是收缩力也不大,同时可调控,因此,热应力是主要的,所以冷裂纹取决于在固态时铸锭内部热应力的大小和塑性高低。
热应力的产生是由于铸锭内外各层间的收缩不同步与收缩系数的相异,例如直径530mm MB15合金圆锭,在铸造速度为33.6cm/min时,中心部分的平均冷却速度为48℃/min,而外表层的为58℃/min,这种差别必然导致收缩系数不一样,另外各层的收缩时间也不同步,表皮先收缩,中心后收缩,这就会使铸锭内部产生应力。一旦这种热应力超过铸锭的屈服Rp0.2,就会形成冷裂纹。
热应力大小除与线膨胀系数α及温差有关外,还与合金的正弹性模E有关,镁合金的E小,只有45000N/mm2,热应力也会小一些。另外,在镁合金铸造过程中所允许的结晶速度较低,产生的热应力不大,故镁合金铸锭产生冷裂纹的几率不高。
变形镁合金锭的基本铸造工艺参数是速度、温度、冷却水压和结晶器高度,个的可调可控力度大,结晶器一旦制造完毕,它的高度就定下来了。此外,还有一些未纳入制度的相对不太重要的参数,它们也对铸锭组织、裂纹敏感性、致密度、表面品质有一定的影响,例如结晶器锥度、内表面粗糙度、水孔大小、水的喷射角度,铸造漏斗直径、孔径、孔数、沉入熔体深度,等等。
在不同的铸造速度时,铸造速度越大,冷却强度也大,液穴深度随着变小。结晶器高度变小时,强却强度也随着变弱。
在铸造镁合金圆锭时,在一般情况下,采用高一些结晶器,可以避免通心裂纹。加高结晶器高度,如果调低铸造速度,则表面会产状淬火裂纹。对于热脆性较敏感的合金,若采用低结晶器,相应降低铸造速度,但此时锭表面的冷隔成层缺陷却会增多,同时还可能产生横向裂纹。因此,应合理确定结晶器高度与铸造速度,一旦结晶器高度确定了,也就可以选定铸造速度,铸得既无裂纹,表面品质又好的锭坯。
铸造速度一定时,结晶器越高液穴也越深,但当结晶器高度大于200mm后,提高结晶器高度,液穴的变化也不十分明显。
提高结晶器高度,也即相对降低了凝固速度,可延长金属中间化合物的生长时间。结晶器越高,对镁合金金属中间化合物尺寸的增大和数量的增多影响也越明显。在铸造200mm×800mm扁锭时,中间金属化合物的偏析与结晶器高度的关系见表1。
综合各方面的因素,当铸造直径350mm~690mm锭时,结晶器高度以145mm~250mm为佳;铸造200mm×800mm扁锭的适宜结晶器高度为250mm;铸造260mm×960mm的结晶器高度为300mm。
MB15合金的热裂纹敏感性较大,对水冷强度非常敏感,可采取推迟二次水冷方法,不但不会产生热裂纹,而且铸锭表面品质也有所提高。
镁合金零件早期采用金属型重力铸造,经研究发现,由于镁合金的熔点低、密度低,大多数合金的流动性比较好,且比热容低,容易获得较高的冷速,因而在适中的压力下可以获得理想的铸件。根据相关报道,奥迪某款车型的镁合金仪表板横梁,在装有自动浇注机构的锁模力为24.5MN的冷室压铸机上成功实现压铸,因此本文介绍的镁合金仪表板横梁采用冷室压铸是完全可行的。
针对仪表板横梁的结构性能要求,结合AM60B的疲劳性能对内在缺陷非常敏感的特点,仪表板横梁的压铸工艺过程中要求压铸过程充型平稳,实现顺序凝固,避免各种铸造缺陷的发生。这样才能在得到缺陷少、品质高的铸件的同时,提高生产效率,也为实现新材料在仪表板横梁上应用奠定了工艺基础。