真空對(duì)觸變壓鑄鑄件力學(xué)性能的影響

前　言

　　在常規(guī)壓鑄工藝中，采用真空輔助工藝來(lái)提高鑄件的力學(xué)性能一直是廣大研究人員和生產(chǎn)部門(mén)感興趣的課題。有關(guān)這方面的報(bào)道很多［1～4］。真空的應(yīng)用已被證明能減少鑄件的氣孔缺陷。其鑄件內(nèi)的氣孔尺寸較小且在鑄件斷面上的分布較均勻。與常規(guī)壓鑄不同，半固態(tài)金屬的粘度高、流動(dòng)特性不同，所以半固態(tài)金屬壓鑄過(guò)程中真空對(duì)壓鑄件性能的影響如何，澆注系統(tǒng)對(duì)真空影響有什么作用等是本文研究的重點(diǎn)。

　　1　試驗(yàn)過(guò)程

　　1.1　試驗(yàn)設(shè)備

　　布勒(Buhler)壓射控制壓鑄機(jī)(H-250 SC);阿爾發(fā)(Alpha 1)單線圈感應(yīng)加熱體；Foudarex真空系統(tǒng)。

　　1.2　試驗(yàn)材料

　　經(jīng)碎晶處理的鋁合金(A356)。

　　1.3　試驗(yàn)工藝

　　(1) 采用扇形單澆道和分支澆道兩種不同的澆注系統(tǒng)壓型進(jìn)行試驗(yàn)，試件壁厚為5 mm。

　　(2) 將鋁合金錠加熱至半固態(tài)(60%固體)，置于壓鑄機(jī)的壓室內(nèi)，壓射成型。

　　(3) 切取試樣進(jìn)行抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)、伸長(zhǎng)率試驗(yàn)、微觀組織分析。

　　2　結(jié)果與分析

　　2.1　真空對(duì)金屬流動(dòng)的影響

　　常規(guī)的真空壓鑄中，必須加工特殊的真空插管。插管的作用是使金屬在流入真空閥系統(tǒng)之前固化金屬，避免細(xì)小的鋁金屬顆粒聚結(jié)在過(guò)濾器上。這些顆粒一旦進(jìn)入真空罐，會(huì)造成真空泵的機(jī)械損壞。通常該插管置于閥和型腔之間(見(jiàn)圖1)。這種曲線真空管設(shè)計(jì)的目的，是為了避免上述的兩個(gè)情況。

圖1　常規(guī)壓鑄真空閥曲線插管

1.真空點(diǎn)　2.模具臺(tái)　3.真空閥　4.型腔插管

　　設(shè)想半固態(tài)金屬與常規(guī)壓鑄金屬比較，有較高粘度的層流特性和低的熱容量，且鑄件在真空管內(nèi)凝固較快。另外，半固態(tài)金屬的層流壓射會(huì)大大降低金屬液滴數(shù)量。這樣，聯(lián)接閥和壓型的真空管被加工成直線狀