镁合金的性能特征及其消失模铸造研究的新动向

简述了镁合金的性能特征及其各种液态成型方法的特点,分析了镁合金消失模铸造的优势与应用的可行性,概述了国内外学者在镁合金消失模铸造技术研究领域的进展及这种技术的应用前景。     

镁合金真空低压消失模铸造的技术特征与实践

介绍了镁合金在真空低压消失模铸造下的技术特征。研究表明：真空低压消失模铸造的流动性受充型气体的流量与压力、浇注温度、涂层厚度、泡沫密度、真空度等多方面的因素影响；在低充型速度和低真空度的条件下，液态镁合金在真空低压消失模铸造过程中的充型形貌均呈现以内浇道为中心的拱形层状推进流动，如充型速度加快金属液流动前沿拱形形貌更加突出。而真空度增加会出现明显的“附壁效应”；与重力消失模铸造比较，真空低压消失模铸造镁合金铸件凝固更呈现“同时凝固”特征；由于快速充型、压力下凝固，镁合金真空低压消失模铸造零件的铸态抗拉强度（σh=180．8MPa）、屈服强度（σ0.2=113．2MPa）、伸长率（δ=4．4％），高于重力消失模铸造、树脂砂空型铸造的铸态性能，达到了金属型铸造的铸态性能，经热处理达到了压铸镁合金的性能范围。浇注实践表明，真空低压消失模铸造对液态镁合金，具有良好的抗氧化保护能力、优良的浇注充型性能和力学性能，可铸造出高精度的、薄壁复杂的镁合金消失模铸件，是一种极有潜力和优势的镁（铝）合金精密铸造技术。     

镁合金真空低压消失模铸造的技术特征与实践

详细介绍了镁合金在真空低压消失模铸造下的技术特征.试验研究表明真空低压消失模铸造的流动性受充型气体的流量与压力、浇注温度、涂层厚度、泡沫密度、真空度等多方面的因素影响;在低充型速度和低真空度的条件下,液态镁合金在真空低压消失模铸造过程中的充型形貌均呈现以内浇道为中心的拱形层状推进流动,如充型速度加快,金属液流动前沿拱形形貌更加突出,而真空度增加会出现明显的"附壁效应";与重力消失模铸造比较,真空低压消失模铸造镁合金铸件凝固更呈现"同时凝固"特征;由于快速充型、压力下凝固,镁合金真空低压消失模铸造零件的铸态抗拉强度(σb=180.8MPa)、屈服强度(σ0.2=113.2 MPa)、伸长率(δ=4.4%),高于重力消失模铸造、树脂砂真空型铸造的铸态性能,达到了金属型铸造的铸态性能,经热处理达到了压力铸造镁合金的性能范围.浇注实践表明,真空低压消失模铸造对液态镁合金,具有良好的抗氧化保护能力、优良的浇注充型性能和力学性能,可铸造出高精度的、薄壁复杂的镁合金消失模铸件.     

镁合金消失模铸造涂料的研究进展

分析了镁合金消失模铸造涂料与铸铁、铸钢、铝合金消失模铸造涂料的不同之处，论述了镁合金消失模铸造涂料的研究进展，指出了镁合金消失模铸造涂料研究的方向。     

AZ91镁合金负压消失模铸造流动性的研究

研究了镁合金消失模铸造中,模样材料、试样尺寸、浇注温度、涂料厚度、直浇道高度以及真空度等因素对ＡＺ９１镁合金流动性的影响。研究表明,ＡＺ９１镁合金流动性,随着模样厚度,浇注温度及加真空度的增加,但随涂料厚度和密度和增另而降低。直浇道高度对流动性无显著影响。     

消失模重力铸造镁合金组织及性能研究

对消失模重力铸造及随后热处理条件下AZ91合金组织、力学性能进行了系统的研究。结果表明：消失模铸态下的合金除主要由初生α-Mg枝晶及离异共晶沉淀相β—Mg17Al12组成外，还存在其他工艺条件下未曾发现的新相Al32Mn25(线尺寸为5～50μm)；消失模铸态下的AZ91合金各项力学性能指标均高于树脂砂型铸态的各对应值，这可以归因于消失模铸造充型过程中存在的泡沫模冷却作用及缓冲作用；经过热处理后合金的综合力学性能有较大幅度的提高，均匀化过程中各元素扩散速度较慢。     

石英粉消失模铸造镁合金涂料的研制

采用石英粉与硅藻土作为消失模涂料的耐火骨料,钠基膨润土与CMC相搭配而成的悬浮剂,糊精与硅溶胶混合而成的复合粘结剂,水作为载液.确定耐火骨料的配比后,通过正交试验,选出涂料的最佳配方.经性能测试,并与进口消失模涂料对比,表明所得到的最佳配方涂料性能良好,成本低廉.     

消失模铸造镁合金表面合金化工艺因素的研究

研究了Al粉粒度及真空度对AZ91D镁合金消失模铸造表面合金化过程的影响.研究结果表明,真空度为0.06MPa,AJ粉粒度为75μm时,表面合金化效果较好,合金化元素Al主要以第二相的形式均匀分布在合金化层中,合金化层深度达到300 μm.同时,对真空度影响表面合金化的机制做了初步探索,发现抽真空形成的负压能增加镁合金液的渗流动力,而且真空度存在一个处于0.02～0.04MPa的临界值.真空度过小,EPS泡沫裂解产物将无法完全排出合金涂料层,导致表面合金化层会出现夹层现象;真空度过高则会引起合金化层产生孔洞,使得合金化表层性能不均匀.     

镁合金消失模铸造的优势及关键

对常见镁合金铸造工艺作了分析和总结，对镁合金消失模工艺的优缺点作了客观分析；提出了可控气氛、可控压力镁合金消失模铸造新工艺；认为该工艺是一种非常适合镁合金液态成形的新的精密铸造方法，具有设备投资小、铸件成本低、内在质量好、精度高、生产率高的优势，同时可以较好地解决镁合金液态成形过程中易氧化燃烧的问题。     

镁合金消失模铸造压力凝固工艺研究

利用消失模铸造压力凝固技术增强AZ91D镁合金补缩能力,对消失模铸造压力凝固中的加压过程和铸件表面凹陷进行了分析计算,并进行了温度场模拟。结果表明:开始加压时的金属液温度应高于590℃,加压时间应控制在250s内。消失模铸造压力凝固的试样热节处表面易产生凹陷,凹陷量与壁厚成正比。为防止铸件表面产生凹陷,改进了浇注系统,增加了补缩冒口,实现顺序凝固,使凹陷转移至最后凝固的浇注系统和冒口部位,并将该工艺应用于复杂缸盖零件的成形。     

镁合金消失模铸造模样热解产物及其阻燃性分析

本文对镁合金消失模铸造过程中模样材料的热解特性进行了测试和分析，得出了聚苯乙烯（EPS）、聚甲基丙烯酸甲酯（EPMMA）、共聚物（StMMA）三种常用模样材料在镁合金浇注过程中的热解产物组成主要是苯乙烯、少量的液态产物和一定量的气态产物；通过对镁合金实际浇注过程中模样材料热解过程观察和分析，认为小分子主要有还原性的气态物质组成，具有很好的阻燃性。     

镁合金消失模铸造模样的热解特征

采用气相色谱分析的方法对三种泡沫模样:聚苯乙烯(EPS)、共聚物(StMMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(EPM-MA)的热解特性进行了分析,同时对镁合金消失模实际浇注的热解气体进行了测试,得出了镁合金消失模不周泡沫模样热解产物的种类和分布.研究指出,StMMA的品质及其热解特性表明它更适合于镁合金消失模铸造,有利于高性能复杂薄壁镁合金消失模铸件的成形.     

镁合金真空低压消失模铸造流动性的研究

真空低压消失模铸造是一项新材料与新工艺相结合的新技术,具有充型平稳、尺寸精确、压力下凝固等技术优势。着重研究镁合金真空低压消失模铸造的流动性及其与主要工艺参数的关系,探讨了真空低压消失模铸造镁合金的流动性,分析了浇注温度、涂层厚度和充气流量对镁合金流动性的影响,并进行工艺优化。研究结果表明,镁合金真空低压消失模铸造的流动性显著提高,且随着充气流量的升高和涂层厚度的降低而提高,其最佳工艺参数为:充气流量3~5m3/h,浇注温度750~780℃,涂层厚度0.3~0.5mm,泡沫材料密度为0.16mg/cm3,真空度应控制在0.03MPa以下。     

热处理对消失模铸造镁合金组织及力学性能的影响

对不同热处理工艺条件下消失模铸态镁合金的组织、力学性能进行了系统的研究,结果表明,高温时效沉淀在晶内及晶界处以连续形式析出,而在低温时效时沉淀以不连续形式在晶界形成,并具有糖浆状.经过热处理后合金的综合力学性能有较大幅度的提高,其中高温时效对提高强度及加工硬化率尤为有利.还通过硬度、电阻率测量分别研究了固溶、时效过程动力学.由于原子扩散速度随温度的升高而增大,高温时效(380℃)的硬度峰仅过10 h即出现,而在低温时效(150℃)时经过24 h仍未达到硬度峰.     

AZ91D真空低压消失模铸造组织特性分析

利用真空低压消失模铸造新工艺浇注AZ91D镁合金试样,通过金相显微镜、扫描电镜、电子探针分析组织结构,并与其他铸造工艺的组织、性能进行比较.结果表明,AZ91D镁合金真空低压消失模铸造组织主要由初生相a-Mg和晶界不连续骨骼状离异共晶相β-Mg17Al12组成,富Al的共晶相在a区附近析出二次β-Mg17Al12沉淀相.Al大多分布在晶界,形成β-Mg17Al12,少部分Al固溶于基体a-Mg中;Zn和Si弥散分布于a和β相中;Mn集中分布于晶界.其组织、性能比粘土砂型铸造和重力消失模铸造好,基本达到金属型铸造的强度,而伸长率较高则是由于低压状态凝固补缩好,提高了组织致密度.     

镁合金消失模铸造液模气隙尺寸的数值模拟

消失模铸造中充型的平稳性非常重要,充型越均匀铸件质量越好。使用SOLA-VOF计算方法模拟了镁合金在消失模铸造中的充型过程,计算了金属液和泡沫模样之间的气隙距离。结果表明液模气隙在充型过程中逐渐减小并趋向恒定值。。     

熔体混合处理消失模铸造AZ91合金组织及性能研究

采用熔体混合处理技术对AZ91合金在消失模铸造条件下的组织形貌和力学性能作了研究，结果表明，熔体混合处理能够细化AZ91的组织，并显著提高力学性能（当混合温度为720℃时抗拉强度比不细化时提高24％），其效果强于传统的熔体高温处理。熔体混合处理通过在混合液体中产生更多的核胚以增加形核，来细化枝晶组织。     

浇注温度和机械振动对消失模铸造镁合金组织和力学性能的影响

研究结果表明:低的浇注温度有利于细化AZ91D消失模铸件试样的晶粒和提高其力学性能,但低于740℃时晶粒细化程度和力学性能相差不大;机械振动能明显细化不同浇注温度下的消失模AZ91D晶粒,且在740℃温度下细化程度最好;机械振动能大幅提高AZ91D消失模铸件试样的力学性能,其中抗拉强度和断后伸长率相比于铸态的,分别提高了23.2%和20.8%。