就航空材料而言,結(jié)構(gòu)減重和結(jié)構(gòu)承載與功能一體化是飛機機體結(jié)構(gòu)材料發(fā)展的重要方向。鎂由于其低密度、高比強度的特性使得其很早就在航空工業(yè)上得到應(yīng)用。航空材料減重帶來的經(jīng)濟效益和性能的改善十分顯著,商用飛機與汽車減重相同重量帶來的燃油費用節(jié)省,前者是后者的近100倍。而戰(zhàn)斗機的燃油費用節(jié)省又是商用飛機的近10倍,更重要的是其機動性能改善可以提高其戰(zhàn)斗力和生存能力。正因為如此,航空工業(yè)才會采取各種措施增加鎂合金的用量。
具體的熔煉鑄造過程分六步:
(1)配料:按爐化5kg 鎂合金,根據(jù)鎂合金板材熔煉鑄造原料配比表進行計算,確定各組分的用量,然后進行稱量取材,再放入烘箱進行烘干處理后備用。
(2)裝料熔煉:給熔爐進行加熱,裝入稱取的合金原料,待爐溫升至650℃時,輕輕加入爐料35%Mg,并同時輸入保護氣體,再繼續(xù)給熔爐緩慢加熱升溫熔煉。
(3)合金化:待爐溫升至700℃時保持溫度確保合金原料完全熔化,然后加入配料5%Zn,以及強化元素稀土Nd,再進行連續(xù)攪拌約150s,確保熔爐內(nèi)原料完全熔化,再繼續(xù)給熔爐緩慢加熱升溫,直至熔爐內(nèi)溶液溫度達到730℃時進行變質(zhì)處理。
(4)變質(zhì)處理:熔爐內(nèi)溶液溫度達到730℃時,逐漸加入變質(zhì)劑并同時進行攪拌操作,防止溶液飛濺和混合不均,然后靜置保溫約5min,以確保溶液進行充分變質(zhì)處理。
(5)靜置澆注:撇去熔爐內(nèi)溶液浮渣,并繼續(xù)靜置15min,然后將熔爐內(nèi)溶液緩緩澆注到鎂合金板材模具中,保持模具水平靜置。
(6)冷卻取用:待模具內(nèi)鎂合金板材完全成形冷卻,再從模具中取出進行切割處理,長寬厚尺寸分別為180mm×50mm×8mm,以留作焊接試驗使用。
在采用傳統(tǒng)技術(shù)壓鑄時,熔體呈高速紊流和彌散狀態(tài)充填壓鑄型腔,腔內(nèi)氣體(空氣、保護氣體和模具表面潤滑劑揮發(fā)氣體)無法排出,形成高壓微孔或溶于合金內(nèi),抑或在充模過程中形成氣隔,使充模過程中斷。氣孔中的氣體在高溫下析出或脹大,使鑄件變形和表面鼓包。因此,用傳統(tǒng)壓鑄工藝生產(chǎn)的鎂合金工件,不能進行熱處理或在較高溫度下工作。
近30年來,為了克服這些缺陷、提高其質(zhì)量和拓寬壓鑄技術(shù)的應(yīng)用范圍,科技工作者開發(fā)出了新的壓鑄工藝,如真空壓鑄、充氧壓鑄和半固態(tài)壓鑄等。與傳統(tǒng)壓鑄工藝相比,新工藝在消除壓鑄件鑄造缺陷和提高力學性能、表面及內(nèi)在品質(zhì)等多方面具有性。
真空壓鑄
真空壓鑄是通過在鑄造過程中,排除型腔內(nèi)氣體而消除或減少壓鑄件內(nèi)氣孔和溶解氣體以提高壓鑄件的力學性能和表面質(zhì)量。真空壓鑄的大沖頭速度可達10m/s,充型時間20s~30s,工件小壁厚1.5mm~2mm,強度性能可提高10%以上,韌性可提高20%~50%。此外,真空壓鑄還可以提高AM50合金的伸長率,由普通壓鑄的15%上升到19%。
20多年前,真空壓鑄AM60B合金汽車輪和方向盤就已獲得應(yīng)用,但真空壓鑄對鎂合金工件性能的提高遠不如鋁合金明顯,因未受到重視,真空壓鑄鎂合金工藝的開拓也不強勁。
充氧壓鑄
充氣壓鑄又稱無氣孔壓鑄,是在鎂熔體充型前,將氧或其他活性氣體充入型腔,置換型腔內(nèi)的空氣。鎂熔體充型時與活性氣體反應(yīng),生成MgO微粒,彌散地分布于壓鑄件內(nèi),從而清除了壓鑄件中的氣體,使鎂合金壓鑄件可以進行熱處理強化。日本輕金屬公司率先用充氧壓鑄工藝生產(chǎn)出了AZ91合金計算機整體磁頭支架、汽車車輪等。
壓縮成型
美國俄亥俄精密成型公司開發(fā)的壓縮成型法,是向整個壓鑄件表面施加壓力,鎂合金在壓力作用下凝固,改善了合金的顯微組織,晶粒細化,使得空隙率大大下降,鑄件組織致密均勻,可用于生產(chǎn)性能要求高、形狀復雜的鎂合金零件。
擠壓鑄造
擠壓鑄造是壓力鑄造的一種,早出現(xiàn)在1819年英國的一份專利中。德國1931年制出世界首臺擠壓鑄造機,隨后,在蘇聯(lián)得到廣泛應(yīng)用,但直到20世紀60年代,在北美、歐洲和日本才開始應(yīng)用。北美壓鑄協(xié)會(NADAC)給擠壓鑄造下的定義是采用低的充型速度和小的擾動,使金屬熔體在高壓下凝固,以獲得可熱處理的、致密度高的鑄件鑄造工藝。實驗證明,在充型速度小于2m/s、充型壓力大于70MPa,即可獲得組織和性能良好的鑄件。據(jù)不完全統(tǒng)計,2022年,全世界約有365臺擠壓鑄造機,大都用于鑄造汽車、自行車、空調(diào)器、閥和泵等零件。
合金熔體被注入型腔內(nèi),在擠壓鑄造機沖頭的機械壓力作用下,被擠壓成型,并在壓力作用下凝固,鑄件組織致密,很少有氣孔、疏松、疏孔等缺陷,顯微組織細小均勻,有時鑄件的力學性能幾乎與鍛件的相等。鑄件在壓力狀態(tài)下凝固成型,不會變形開裂,工藝簡單,操作方便靈活,自動化水平高,成品率高。多用于生產(chǎn)強度高、氣密性好的零件,特別是薄板類鑄件,如各種閥體、機架、汽車輪盤、車門等。
石柱生產(chǎn)鎂合金焊絲鎂合金焊絲價格鎂合金焊絲廠家
100元
產(chǎn)品名:鎂合金焊絲廠家,鎂合金焊接,鎂合金焊絲價格
哈密銷售鎂棒鎂粉棒
100元
產(chǎn)品名:鎂棒,鎂粉棒,鎂棒規(guī)格
南通鎂合金報價上海隆司鎂合金
118元
產(chǎn)品名:鎂合金板材,鎂合金板材生產(chǎn)廠家,鎂合金板材生產(chǎn)廠家電話,鎂合金板材價格,鎂合金板材廠家,鎂合金棒材標準,鎂合金棒材價格,鎂合金棒材牌號,鎂合金牌號鎂合金牌號,上海隆司鎂合金
石嘴山鎂合金價格鎂合金板材生產(chǎn)廠家電話
118元
產(chǎn)品名:鎂合金板材,鎂合金板材生產(chǎn)廠家,鎂合金板材生產(chǎn)廠家電話,鎂合金板材價格,鎂合金板材廠家,鎂合金棒材標準,鎂合金棒材價格,鎂合金棒材牌號,鎂合金牌號鎂合金牌號,上海隆司鎂合金
北辰進口鉬Mo1鉬合金
680元
產(chǎn)品名:鉬Mo1鉬合金,鉬絲,鉬棒,鎢鉬,鉬鎳
WE43輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料懷柔環(huán)保稀土鎂合金
350元
產(chǎn)品名:稀土鎂合金,WE43
孝感鈦合金鈦
385元
產(chǎn)品名:鈦合金,鈦
鈹銅絲
3500元
產(chǎn)品名:鈹銅,鈹銅棒,鈹銅管,鈹銅板