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实验研究机械振动对ZL205A合金低压振动铸造的影响

出处:论文网
时间:2017-09-14

实验研究机械振动对ZL205A合金低压振动铸造的影响

  铸件中的缩孔缩松铸造缺陷较为严重,不仅仅降低了铸件的力学性能,同时也降低了铸件的质量,常伴有缩孔缩松现象,形成裂纹以及应力偏析等现象。关于缩孔缩松现象的存在,降低了铸件的性能,以至于铸件实际的生产阶段,需要尽可能的将缩孔缩松铸件减少,将ZL205A合金铸件缩孔缩松现象铸件减轻。文章主要以ZL205A合金铸件低压铸造为例,对其进行机械振动,减少了缩孔缩松的目的。

  1 试验材料与方法

  实验材料的选择,主要是结合ZL205A合金作为实验材料,同时ZL205A合金作为Al-Cu系的合金,将Mn、Ti以及Zr合金元素加入,结合合金液相线温度的控制,温度控制为633℃,固相线温度控制为544℃。宽结晶温度范围的合金确定,结合糊状凝固的方式,将大量等轴晶逐步形成,同时也要降低铸造性能。普通铸造过程,常伴有裂纹以及缩孔缩松等现象,同时也存在气孔等现象[1]。基于合金化学成分的确定,如表1所示。

  低压振动铸造补缩试样制备过程,主要是结合振动凝固补缩试样设计过程,将其确定为薄版形结构,结合合金材料的应用,确定结晶温度的范围,凝固补缩试样实际尺寸的选择,长度为120mm,宽度为80mm,实际的厚度为15mm。基于浇注通道的直径确定,直径也即是15mm。铸型树脂砂造型的确定,结合上下两箱造型结构,实验装置的确定,结合低压振动铸造实验装置,采取变频器以及压铸单元的主要组成部分,结合偏心轮不稳定转动的形式,促进机械的振动和电机旋转轴两端的控制[2]。通过对偏心块数量进行调节,进而做好振动电机振幅的调节。振动频率的一种调节过程,结合变频器的形式,通过改变振动电机的转速过程,结合手动减压阀对压铸单元进气压力进行调节,做好金属液充型压力调节工作[3]。

  试验过程,不改变惯性振动电机振幅,对变频器ZL205A合金进行调整,结合不同振动频率的情况,对振动频率进行调整。振动频率的保持,需要对振动电机振幅进行调节,结合充型凝固的形式,保持不同的频率,在ZL205A合金的条件凝固下,选择不同的工艺参数,如表2所示。

  通过做好熔炼以及浇筑处理,将坩埚电阻炉打开,取出水分。将ZL205A合金炉料中加入干燥无水分的电阻炉坩埚,对温度设定,同时合金完全融化之后,控制温度为750℃,做好打渣精炼处理。ZL205A合金铸件的生产过程,结合低压振动铸造装置,在熔融金属液以及坩埚中放置,有着较高的金属液温度[4]。ZL205A合金铸件的生产过程,结合低压振动铸造装置圆形容器,对熔融金属液和坩埚放置,平台上的砂箱结合角钢禁锢的形式,尽可能的避免砂箱出现位移。关于上部摄像头的观测,需要结合金属液飞溅现象的控制,做好外部环境的操控,摄像头对实验现象观测的同时,需要保证有着合理的实验装置安装,结合氮气加压的处理。

  2 试验结果及讨论

  2.1 机械振动铸造试样和缩松观察

  ZL205A低压振动试验元件有着相同的铸件形状和尺寸,对于模型砂型相关型腔形状的确定,尽可能的将机械振动参数除去,保证有着相同的环境,做好浇注温度的控制工作,将其他各方面因素的干扰及时的消除。低压铸造工艺方法的确定,需要结合试样铸造的有效性,将装置中的气体逐渐卸掉,而铸件试样逐渐的开启和确定,需要结合较为简单化的处理,做好合金低压振动铸件的确定工作[5]。ZL205A合金铸件主要是结合砂型造型结构,采取低压铸造的一种工艺方法,在本低压振动铸造过程,结合砂型造型的形式,确定铸造生产环境。砂型铸造充型处于凝固状态之后,铸件的表面存在一定的沙粒结构,基于振动状态下的铸件生产,需要结合铸件的造型砂模式,及时的清理铸件结构。试样的清理之后,结合X射线工业的一种成像仪探伤处理,避免铸件存在缩松情况。

  2.2 机械振动对ZL205A合金缩松的影响

  不同铸件下的缩松缺陷确定,需要结合铸件截面的面积分析,确定铸件面积的百分率数值统计和分析。尤其是振动参数中的铸件缩松百分比的确定,如表3所示。

  关于ZL205A合金凝固过程的确定,需要结合金属液的型腔条件,结合充型后的凝固过程,确定实验工艺参数,在试样设计尺寸的确定下,需要结合升液管的基本高度,关于实验工艺参数充型压力的确定,结合试样的基本设计尺寸情况,做好计算金属液压力的确定工作[6]。基于充型时气体压力下金属液充型确定,需要结合振动参数的施加过程,结合Origin绘图软件做好数据的统计,如图1所示。

  一旦施加机械振动,逐渐的缩松面积不断减少,同时也减轻了缩松的缺陷部分,缩松百分比振动频率的分析,需要结合机械振动铸件的分析过程,尽可能地加强机械振动,减少缩松的分布过程。一旦振动频率相对较高,尽可能地减少缩松占有面积的百分比。关于不同振幅频率的分析,需要结合振动频率的分布情况,不同频率下的振幅变化,如图2所示。

  缩松百分比伴随着振幅的增加,同样也处于不断减少的状态。而机械振动铸件的产生,尽可能地减轻了缩松的分布情况。振幅一旦达到0.8mm的时候,降低了缩松的百分比,同时也有着较小的缩松分布。

  3 结束语

  伴随着振幅值的增大,缩松百分比减少。施加机械振动,机械振动振击力作用处于糊状物质,体现等效加速度,在糊状物质方向运动中,可以细化晶粒。机械振动铸造实验的确定,结合低压振动铸造实验的机械振动情况,同样也调节了机械振动的频率和振幅,在50Hz频率和0.8mm振幅振动下铸件缩松最少。

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