在常規(guī)壓鑄工藝中,采用真空輔助工藝來提高鑄件的力學(xué)性能一直是廣大研究人員和生產(chǎn)部門感興趣的課題。有關(guān)這方面的報道很多[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、流動特性不同,所以半固態(tài)金屬壓鑄過程中真空對壓鑄件性能的影響如何,澆注系統(tǒng)對真空影響有什么作用等是本文研究的重點。
1 試驗過程
1.1 試驗設(shè)備
布勒(Buhler)壓射控制壓鑄機(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 試驗材料
經(jīng)碎晶處理的鋁合金(A356)。
1.3 試驗工藝
(1) 采用扇形單澆道和分支澆道兩種不同的澆注系統(tǒng)壓型進行試驗,試件壁厚為5 mm。
(2) 將鋁合金錠加熱至半固態(tài)(60%固體),置于壓鑄機的壓室內(nèi),壓射成型。
(3) 切取試樣進行抗拉強度試驗、伸長率試驗、微觀組織分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 真空對金屬流動的影響
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,避免細小的鋁金屬顆粒聚結(jié)在過濾器上。這些顆粒一旦進入真空罐,會造成真空泵的機械損壞。通常該插管置于閥和型腔之間(見圖1)。這種曲線真空管設(shè)計的目的,是為了避免上述的兩個情況。
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)金屬的層流壓射會大大降低金屬液滴