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《高真空压铸技术及高强韧压铸铝合金开发和应用的现状及前景》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、万里潘欢罗吉荣(华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室)摘要高真空压铸的特点在于模具型腔中的真空度达到91～96kPa,铸件中每100g的含气量低至1～3mL,可通过热处理提高其强度和韧度。而高强韧压铸铝合金多为Al2Si2Mg系合金,其原因在于Mg的固溶强化作用可提高合金的力学性能。近几年来国外特别是日本在开发高真空压铸技术和压铸铝合金方面取得了成果并在轿车上获得应用。目前开发的高真空压铸方法主要有Vacural法和MFT法,其中MFT法是一种适合于压铸企业开发并具有良好应用前景的高真空压铸技术。
2、关键词高真空压铸;压铸铝合金;强度;韧度;轻量化中图分类号TG14612+1;TG24912文章编号1001-2249(2007)12-0939-04ting法)和真空阀法。图1为激冷排气槽法,它是采用厚度很薄的波纹状排气槽,金属液在流入排气槽时会迅速凝固堵住气道而不致使金属液进入真空管道。由于排气道截面积受限制,所以型腔中的真空度波动较大,不稳定。但其结构简单,无须另设真空阀,所以在普通真空压铸中应用普遍。文献标志码A压铸是使液态金属在高压作用下,以极高的速度充填模具型腔,并在压力作用下冷却凝固而获得铸
3、件的一种成形工艺。由于金属液以高速喷射状态充填型腔,型腔中的大部分气体来不及排出而不可避免地卷入到金属液中,并以气孔形式存留于铸件内,所以普通压铸件不能进行热处理,亦不能焊接,导致压铸件的力学性能得不到进一步的提高,限制了压铸件在重要或大型复杂的受力部件如轿车、摩托车保安零件上的应用。长期以来,人们为拓宽压铸件的应用范围,提高压铸件的力学性能,研发了一些新的特殊压铸方法,如层流充填法或超低速压铸法、充氧压铸法、真空压铸法等。上述方法的主要目的都在于减少金属液充填过程中的卷气现象,从而提高铸件的力学性能。由
4、于层流充填法存在生产效率低、充氧压铸法操作工序复杂、工艺参数不易控制等缺点,所以实际生产中这两种方法应用甚少。而真空压铸法则是将型腔中的气体抽出,金属液在真空状态下充填型腔,因而卷入的气体少,铸件的力学性能高。并且真空压铸和普通压铸方法一样,操作方便,不降低生产效率,所以真空压铸法自出现以来,表现出强大的生命力,随着相关技术的提高,其应用愈来愈广泛[1～4]。如何充分发挥压铸技术及成本优势,特别是利用压铸方法生产高强度、高韧度的铝压铸件来取代轿车的一些保安件(如轿车底盘的悬挂系统零件)是德、美、日等国竞相
5、研发和推广应用的技术之一[5～10]。笔者总结了近年来国外在高真空压铸技术及高强韧压铸铝合金开发方面所取得的成果,以期对国内开发高真空压铸技术有所借鉴。图1Massventing法的真空压铸原理真空阀法即是采用专有的遮断阀,虽然真空阀的结构形式有多种,但其工作原理基本是类似的,都是利用金属液流动的惯性力使阀芯关闭。图2为日本宇部开发的称之为Gasfree法的工作示意图。当阀芯打开时,型腔中的气体通过侧面的排气道迅速排除;当金属液前端充填到真空阀时,液流由于惯性保持前冲,首先推动阀芯上移,以此同时,液流从左
6、右两侧的排气槽流入。由于排气槽的长度长,所以在液流到达阀芯侧面的气道时,阀芯已关闭,避免了金属液流进入真空系统。真空阀法具有真空度高、稳定;排气道设置灵活的优点。图3显示了不同真空度(以绝对压力表示)下铸件伸长率的变化及波动范围。由此可知,在型腔真空度为50～80kPa条件下,压铸件的性能虽然有所提高,但100g铸件中气体含量达5～20mL,依然不能进行热处理和下一步的焊接成形,也无法应用于重要保安件或大型复杂件。相比之下,真空度高达91～96kPa(型腔内1普通真空压铸工艺及特点普通真空压铸法主要有激冷
7、排气槽法(Massven2收稿日期:2007209209基金项目:清华大学先进成形制造教育部重点实验室开放基金资助项目(2006002)第一作者简介:万里,男,1970年出生,博士,副教授华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉(430074),电话:027-87556262,13986128165,E-mail:genki2001@163.com939特种铸造及有色合金2007年第27卷第12期的绝对压力5～10kPa)时,100g铸件内气体含量仅为1～3mL,可以实施热处理或焊接加工。且压铸
8、件伸长率平均高达18%以上,波动偏差非常小,完全可满足重要受力保安件的使用要求。因此将真空度在91kPa以上的压铸称之为高真空压铸,以区别低真空度的普通真空压铸。护,所以压铸机价格昂贵,成本很高。相对而言,MFT法由于使用的是普通压铸机,设备门槛低,因而普及率较高,应用前景好。图2GasFree法的真空压铸原理1.阀体2.活塞腔3.活塞4.缓冲室图5MFT高真空压铸法的工作原理还有一种日本雅马哈公司开发的VacuumGolve
