在铸件形(xíng)成过程中,凝固技术是核心,它决定(dìng)着铸件质量的好坏。凝固过程是开发新型材料和提高铸件(jiàn)质量的重要途径。近(jìn)年来,凝固技术主要包(bāo)括:复合材料制备凝固技术、快速凝固技术、半固态金属(shǔ)铸造(zào)成形技术以及顺序凝固技术等。每一种凝固技术都有其特点。
1)复合材料制备凝固技术用于复合材料的(de)制备口所谓复合材料(liào) , 就是在非金属或金属基体中引人增强相或特殊成分,通(tōng)过控制凝固使增强相(xiàng)按所希望的方式(shì)分布或排列的一种具有特殊性能的材料。由于复合材料的基体 具有较高的断裂性,加上(shàng)增强相的存在,故能表现出与普通单相组织材料不同的(de)性能,目前已发展了多(duō)种制取复合材料的(de)工艺方法。
2)快速凝固技术可使液态金属脱开常规(guī)的结晶过(guò)程,直接(jiē)形(xíng)成非晶结构的(de)固体材(cái)料,即所谓的金属玻璃。此类非晶(jīng)态合金为远程无序结构,具有特殊的电(diàn)学性能、磁学性能、电化(huà)学性能和力学性能,己得到(dào)广泛的应用。如用作控制变压器铁(tiě)心材料、计算机磁头及外围设备中零件的材料、纤焊材料等。快(kuài)速凝固正日益受到多方的重视。
3)半固态金属(shǔ)铸造成形技术经过 20 多年的研究及发展,目前(qián)已进入工业应用阶段(duàn)。其原理是在液(yè)态金属的凝固过程中进行强烈的搅(jiǎo)拌,使普通铸造易于形成的树枝(zhī)晶网络(luò)骨架被打碎而形(xíng)成分散的颗粒状组织形态, 从而制得半固态金(jīn)属液(yè),它(tā)具有(yǒu)一定的(de)流动性,然后可利用常(cháng)规的成形技术如压铸(zhù)、挤(jǐ)压、模锻等成形生产坯料或铸件。半(bàn)固态金属铸造成形克服了传(chuán)统铸造(zào)成形易(yì)产生的缩孔、缩松、气孔及尺寸偏差(chà)等缺点(diǎn),具有成形温度低, 延长模具寿命, 节约能源 ,改善生(shēng)产条件和环境(jìng) , 提高铸(zhù)件(jiàn)质量, 减少加工余量等许多优点。
4)顺(shùn)序凝固技术(shù)是使液态金属的热量沿一定向排出,或通过(guò)对液态金(jīn)属施行某方向的(de)快速凝固,从而使晶粒的生长向着一定的方向进行,最终获得具有单(dān)方向晶粒组织或单晶组织的铸件的一种工艺方法。顺序凝固技术已广泛应用于铸造高温合金燃气轮机(jī)叶片的生产中,由于沿定向生长的组织的力学性能优异,使叶片工作温度大幅(fú)度提高,从(cóng)而使(shǐ)航空发动机性能提高。 顺序凝固技术的最新(xīn)进(jìn)展 是制取单晶体铸件,如单晶涡轮叶片,它比一般顺序凝固柱状晶叶片具有更高的 工作温度, 抗热疲(pí)劳强度、抗蠕变强度和耐腐蚀性(xìng)能。
以上(shàng)四种凝(níng)固技术都是目前(qián)铸造行业中常用的,铸造出(chū)不同的铸件可以使(shǐ)用不同凝固技术,因此在铸造过程需选择适用的凝固技(jì)术。
|