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【推荐】铸造技术的发展及应用

2023-01-16 来源:宜春机械信息网

近年来出现了一些对动态铸造过程的改进技术,这对理论和实践都有着重要意义,如用于液相线以下的较低频率(20Hz~100Hz)的机械和电磁振动也能起到改善铸造组织的作用。其中一个代表就是中国东北大学开发的低频电磁搅拌半连铸技术,这是对20世纪80年代法国“PechineySA”公司研制使用的CREM技术的一种改进。这个过程实际是在连续铸锭熔池中施加一个频率约为20Hz的磁场从而实现对熔体的搅拌,磁场是由布置在结晶器周围的一个电感器产生的。磁场的持续搅拌作用使熔池的温度场更加均匀,当熔体的自然对流过程完全被被迫运动取代,该处理方式就使熔体凝固过程变成一种液-固铸造。此外,在低于液相线温度几度的固液混合熔体中施加搅拌作用使晶粒得到细化,并使铸锭横截面上的化学成分和组织分布均匀,进而也减少了热应力,降低了材料的热、冷脆性,使这种技术在高锌的超高强7×××系铝合金铸造方面特别有应用前景。韩国科学技术院研究开发了一种更为复杂的电磁搅拌技术,该技术是分别在具有复杂形状的结晶器上和熔池底部装有电磁感应装置,从而可以用来铸造形状复杂的铸锭(如接近平滑过渡的三角形),利用此技术成功地铸造了一种6×××系铝合金铸锭,且电磁搅拌而引起的晶粒细化作用与加入Al-Ti-B细化剂的效果相当。复合锭同步铸造技术是直接水冷半连续铸造法的重大突破,其原理是先铸出一种芯层合金锭,然后同时铸造一种及更多种类的合金,使较薄的外层合金与先凝固的内层合金在半固态下凝固在一起。它有内低外高的两种半连续铸造结晶器,先铸造熔点高的内层合金、后铸造熔点低的外层合金。复合锭同步铸造的扁锭优点是:可以生产以往认为难结合的合金;包覆层均匀,厚度公差减小;包覆层与芯层界面结合紧密,无氧化物;强度、成形性和耐腐蚀性等综合性能优良,且成本降低。可视化铸造技术是指首先采用数值技术模拟铸件充型和凝固过程,然后用三维X射线实时监测系统观察浇注过程,最后通过模拟、观测与实践的对比确定浇注系统设计原则。可视化技术可以有效地发现铸件可能产生缺陷的位置和种类,从而指导工艺人员采取恰当的工艺措施加以避免。经过X射线实时监察,可发现浇注系统设计规律和对铸件质量的影响,在这个基础上重新设计浇注系统控制金属液进入型腔的入口速度,避免卷气、氧化夹杂,保证充型过程金属液的纯净。通过可视化铸造技术可以改变传统的设计原则,使浇注系统的尺寸和浇注过程最佳化,节能降耗,生产优质铸件。

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