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1、压力铸造特种铸造及有色合金2008年第28卷第11期铝合金高真空压铸技术的开发及应用1211万里赵芸芸潘欢吴树森(1.华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室;2.武汉工程大学机电学院)摘要以MFT(MinimumFillingTime)法自主开发了涉及高真空压铸的相关关键技术,包括真空截止阀、真空系统、模具的密封结构、涂料、浇注系统等。并以ZL101合金为对象,研究了高真空压铸下试样的力学性能和组织。结果表明,ZL101高真空压铸试样的力学性能比普通压铸有较大的提升,尤其是韧度显著增高,抗拉强度、伸长率分别比普通压铸提高约17.16%、71.98%;但T6热
2、处理后,抗拉强度比铸态下提高了7.68%,伸长率却下降了6.78%。关键词高真空压铸;压铸铝合金;强度;韧性;组织+中图分类号TG249.2;TG146.21文献标志码A文章编号1001-2249(2008)11-0858-04DOI:10.3870/tzzz.2008.11.014真空压铸法是将型腔中的气体抽出,金属液在真空状态下充填型腔,因而卷入的气体少,铸件的力学性能高,且真空压铸继承和保持了普通压铸法的优点。高真空压铸法则是近年来在普通真空压铸基础上发展起来的新成形技术,其特点是模具型腔中的真空度达91[1]kPa以上,生产的铸件可焊、可热处理。开发高真空
3、压铸技术,充分发挥压铸的技术及成本优势,生产高强度、高韧性的铝压铸件来取代轿车的一些保安件(如轿图1Vacural高真空压铸法的工作原理车底盘的悬挂系统零件)是德、美、日等国竞相研发和推1.保温炉2.压射冲头3.定模4.真空阀5.型腔6.动模[2~5]7.压射室8.升液管广应用的技术之一。有鉴于此,结合国内实际情况,以MFT(MinimumFillingTime)法为基础,在普通压铸机上进行了高真空压铸技术的研发,以促进高真空压铸技术在我国压铸工业中的应用。1高真空压铸方法及其工作原理高真空压铸技术主要有两种方法:一是由德国Muller2Weingarten公司和
4、Vaw公司联合研发的Va2cural法,二是德国Alcan2BDW公司推出的MFT法。图2MFT高真空压铸法的工作原理[1]图1是Vacural法的工作原理。它是将熔化炉通过事实上,高真空压铸技术并不仅涉及模具密封及真升液管和压射室直接相连,抽真空时先将金属铝液吸入空系统技术,它还涉及金属熔液处理、模具结构设计、浇到压射室内,接着继续抽真空至预定真空度后再压射成注工艺及脱模剂等各个方面的技术问题,围绕高真空压形。Vacural法需要专用压铸机,且技术受专利保护,[1]铸技术应做的研究与开发工作见图3。所以压铸机价格昂贵,成本很高。MFT(MinimumFillTi
5、me)法则使用普通压铸机,其工艺特点是在将型腔中2高真空压铸技术的开发的气体抽出达到高真空度(气压10kPa以下)后,采用多浇道和大面积内浇口以保证金属铝液在极短时间内2.1高真空压铸用的真空截止阀[1]充填型腔,图2是其工作原理。由于MFT法使用的笔者设计的高真空压铸用截止阀利用金属液体的是普通压铸机,设备门槛低,因而普及率较高,应用前景惯性冲击力来关闭排气通道,采用一主动一从动两活较好。[6]塞,通过杠杆方式连接起来的驱动结构,见图4。真收稿日期:2008206224基金项目:清华大学先进成形制造重点实验室开放基金资助项目(2006002)第一作者简介:万里,
6、男,1970年出生,副教授,华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉(430074),电话:027-87556262,13986128165,E-mail:genki2001@163.com858铝合金高真空压铸技术的开发及应用万里等出。本设计采用体积比较大的缓冲罐,处于高真空状态下的缓冲罐可以快速将模具型腔中的气体抽至所需的真空度。缓冲罐中的气体则由真空泵不间断的抽出,见[7]图5。图3高真空压铸技术开发的相关内容1.真空切换阀2.真空装置3.真空阀控制单元4.真空阀5.活塞环6.弹簧7.冲头空截止阀的动作原理如下:¹压铸过程开始时,压铸模图5高真空压
7、铸工艺用真空系统的原理具闭合,随着动模一起运动的真空阀的动型1推动复位2.3高真空压铸用粉体涂料导杆4,复位导杆4则压缩弹簧8,此时杠杆12处于活动状态,即真空截止阀处在解除锁定状态下;º液态金粉状脱模剂是一种以空气为载体进行分散并涂装的脱模剂品种,有极高的生产效率、优异的涂膜性能、良属进入压铸模具型腔后,通过进料口16进入导流通道,好的生态环保性和突出的经济性。粉状脱模剂的作用此时它会首先接触并由冲击力推动主动活塞13;»主动活塞13受到液态金属的压力向右运动,推动杠杆原理系以原料蜡为基础,在压室及型腔温度的作用下熔12;杠杆12从而带动从动活塞7向右运动,从动
8、活塞7化而
