石家庄经营挤压镁合金镁合金压铸
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若压铸工艺不当,镁合金铸件中就会产生相应的缺陷甚至出现废品。按造成缺陷的原因,可将其分为两类:凝固缺陷,如气孔、缩松、冷纹等;机械问题引发的缺陷,如扭曲、变形、缺“肉”等。其中,缺“肉”和冷纹是合金压铸件中常见的缺陷形式。除此之外,还可能产生其他缺陷,其产生原因及避免措施如下。
发生缺“肉”或模具型腔未填满的原因:压射速度不够;模具或熔体温度低;熔体污染,如附有过多的氧化物;润滑剂过量;浇口不合适;模具排气不充分;冷室压铸时压射力不合适。
模具或熔体温度低,流向相反的熔体相遇时会发生冷流或冷喷。总排气面积增至浇口面积50%以上时,会减少冷喷频率。
吸气或析H2会产生气孔,调整浇道、浇口、排气和润滑系统可以大限度地减少这类缺陷的产生。
限制熔体进料量,铸件局部热点处会形成缩孔或空洞。
不良浇口、尖角或润滑过量会造成溅洒和扰动,可使铸件表面形成波纹和漩涡。
熔体凝固时可产生热裂纹,模具的约束会引起应力集中、尖角和铸件脱模延迟,都将增大热裂倾向。
铸件脱模时的收缩应力会引起铸件变形、扭曲和断裂。
在镁合金铸件生产中,每一种缺陷都是由多个因素引起的。因此,对每一种缺陷产生的原因与采取的预防措施应进行具体分析。
挤压工艺主要的部分是挤压温度,它与合金种类和挤压材形状有关,一般为295℃~455℃,对镁及镁合金的挤压变形特性影响很大,可以通过调节挤压温度来满足挤压比要求,镁合金的挤压比(断面减缩率)通常保持在10∶1~100∶1,采用预挤压坯锭挤压时,可以采用更大的挤压比。同时,挤压镁合金时会产生大量热能,采取适当措施散发这部分热量,否则,被挤件温度有可能会超过固相线温度,形成热裂纹。
挤压结束后,先取出模具,并从锭坯上切下成品件,再取出锭坯余料,余料可以循环使用。如果立即装上新锭坯,并与锭坯余料焊合后,可以连续挤压,预留纵向槽,以便新旧锭坯卷入的气体排出,可采用铸造、机械加工和挤压法加工纵向槽。用挤压工艺可以生产双金属复合材料。
为了使挤压材具有弥散分布的细小的显微组织和较高的力学性能,须将挤压材进行在线淬火,即在挤压机上向出模的高温挤压材吹强气流或水。应注意的是,冷却水不得与热模接触,否则模型会开裂。挤压材料人工时效后,力学性能显著上升,它们的典型性能见表。粉末挤压ZK60A合金有很高的抗压强度,因其晶粒极小。
ZK60、WE43、WE54合金的热处理状态为T5(人工时效)或T6(固溶+人工时效)。T5和T6状态的ZK系列镁合金挤压材,不但有各向同性的强度性能,而且塑性也不低。热处理对WE系镁合金挤压材的室温力学性能影响不大,但能较明显地提高其高温性能稳定性。AZ61及AZ80镁合金也可以时效强化,但在T5、T6处理后,强度性能仅略有提高,可是塑性却明显下降。一般情况下,ZK型镁合金具有良好的强度与塑性匹配,无需进行热处理。
AZ31B-F合金挤压材的室温平均弹性模量44.8 GPa,抗拉强度260 MPa,伸长率15%,屈服强度200 MPa。室温下光滑试样于干燥大气中、水中、含冷凝水空气中和其它物质中进行。
轴向负载(R=0.25)疲劳断裂试验时,其疲劳性能与疲劳寿命见表。
美国衣阿华大学的斯蒂芬斯(R. I. Stephens)和施拉德(C.D. Schrader)用 12.7 mm 厚的AZ31B- H24镁合金测试了它在室温试验室条件的疲劳裂纹成长特性(见下图)。试样的平均室温弹性模量44.8 GPa,抗拉强度250 MPa,伸长率21 %,屈服强度150 MPa,负载条件R=0.1、0.4、0.7,试样取向T-L、厚12.7 mm,频率5Hz-50 Hz。