真空對觸變壓鑄鑄件力學性能的影響

前　言

　　在常規(guī)壓鑄工藝中，采用真空輔助工藝來提高鑄件的力學性能一直是廣大研究人員和生產部門感興趣的課題。有關這方面的報道很多［1～4］。真空的應用已被證明能減少鑄件的氣孔缺陷。其鑄件內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，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)。這種曲線真空管設計的目的，是為了避免上述的兩個情況。

圖1　常規(guī)壓鑄真空閥曲線插管

1.真空點　2.模具臺　3.真空閥　4.型腔插管

　　設想半固態(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數(shù)量。這樣，聯(lián)接閥和壓型的真空管被加工成直線狀