压力和振动对锌合金凝固成形有什么影响呢?锌合金是一种高性能的环保材料,在替代铜合金方面具有很大潜力。为了进一步提高锌合金凝同后的铸造外形质量和力学性能,从现有的实验条件出发,在锌合金凝固的过程中,利用氮气对锌合金的凝固进行压力处理,并且在此基础上增加机械振动处理。待材料凝固后,对铸件进行宏观组织观察和拉伸实验,并进行数据分析。
实验结果表明:相对于常规条件下的凝固,
锌合金压铸件在压力和机械振动条件下凝固所得到铸件在宏观组织卜的质量得到有效提高,金属外表面气孔和缩松的程度变小,通过对铸件外观的观察分析可初步判断内部组织的质鼍得到提高。
锌金属具有良好的压延性、耐磨性和抗腐性,能与多种金属制成物理与化学性能更加优良的合金。为此,研究开发新型锌合金压铸件,具有明显的经济效益和社会效益。为满足现代工业快速发展的要求,加速开发锌合金材料,提高锌合金铸造水平,显得格外重要。在铸造过程中,使用新的技术手段,不断优化工艺,提高锌合金的机械性能,成为材料领域中一一个热门的课题。
由于锌铝合金的凝固范围很宽
东莞锌合金压铸厂,在通常的铸造条件下容易产生缩松、缩孔等铸造缺陷。近年,许多学者通过使合金在压力下凝固来改善非平衡凝组织,以减少锌铝合金的铸造缺陷,但压力一般都不高。陈忠伟等…根据凝固压力对A357合金凝固组织的影响发现,在浇铸过程中,增大凝固压力,改善了界面的传热效果,使得铸件的凝固率增大,细化效果更加明显。
由于机械振动凝固过程中浓度场和液相流场的分布复杂,目前有关锌合金振动在机械振动下凝固的研究不多,参考文献也很少见,大部分还处于实验模拟阶段。但有关其他金属在机械振动中的凝固结论依然可以提供可参考性结论。通过实验分析了振动对纯铝的凝固方式,使金属由逐层凝固变为糊状凝固,细化组织,在很大程度上增加了等轴晶的区域范围。同时利用机械振动可使得液相铝产生强制对流,加剧型壁和液面上的晶粒游离,明显改善铸件的收缩状况。同时,张德恩等对新型Al—cu系合金施加振动凝固,结果发现随着振动时间的加长,振动使得正在长大的晶粒尖端被剪切断并且形成新的晶核,晶核数量加大,这些细小的晶核在振动条件下被带到熔体各处,使得凝固组织得到细化。
本文主要针对ZA9锌合金进行研究,通过在凝固过程中运用压力处理和增加机械振动的方法,改善了宏观组织性能,从而达到提高锌合金力学性能的目的。在熔炉中将ZA9锌合金棒升温至440℃后熔化,加入除气剂与除渣剂进行除气和除渣。将液态锌合金注入铸型并立即密封后,用不同压力值的氮气对凝固过程中的金属进行压力处理。为了提高实验数据的精确性,增加实验的对比度,本实验第1次中的液态锌合金在常压开始凝固。第2次在氮气加压0.1MPa下进行实验,依次类推,每次铸造在上一次实验的基础上增加0吗?1MPa的压力,直到增加至1.0MPa。
深圳锌合金压铸锌合金自然冷却后,观察宏观组织形态并取样进行拉伸力学实验。完成不同压力下凝固实验后,开始进行第2轮实验,即在凝固的过程中,施加不同频率的机械振动。
对比无振动条件下的凝固外形尺寸,观察变化并分析原因。同时在拉伸机上进行力学拉伸实验,获得材料的屈服强度数据。使用直尺和游标卡尺对铸件的缩孔进行直径和深度的测量,获得数据后进行绘图。
对于金属的常温力学性能来说,一般是晶粒越细小,则强度和硬度越高,同时塑性和韧性也越好。这是因为晶粒越细,塑性变形也越可分散在更多的晶粒内进行,使塑性变形越均匀,内应力集中越小;而且晶粒越细,晶界面越多,晶界越曲折;晶粒与晶粒中间犬牙交错的机会就越多,越不利于裂纹的传播和发展,彼此就越紧固,强度和韧性会越好。