本发明涉及镁合金铸件铸造缺陷控制及缺陷对铸件冶金性能影响的研究领域,涉及一种稳定获得镁合金铸件流线缺陷的浇注系统及浇注方法。
背景技术:
1、流线缺陷是铸造工厂镁合金铸件众多缺陷中的一种类型,在x光底片上呈现出暗色扩散状的线条。流线缺陷对铸件力学性能存在一定影响,流线缺陷将造成铸件各向异性,使得铸件受力不均匀,降低疲劳强度降低较少铸件使用寿命。
2、流线缺陷在镁合金铸件上不是普遍存在,由于其在镁合金铸件上偶尔发生,故大家对其认识不足。流线的产生是由于当铸件的一部分被液体所填充,且其前沿在与从另一部分的液体相遇之前已凝固时发生这种偏析。然后,固体前沿产生部分熔化;否则该不连续性会是一冷隔。重熔之后再开始凝固,初始的结晶纯度高,含有高x射线密度合金元素比合金液平均值少。由于金属仍在穿过这些结晶流动,该凝固前沿前端的合金成分是贫乏的。如何稳定地获取流线缺陷,对研究流线缺陷对镁合金铸件性能影响的非常重要。
3、熟知了获得流线缺陷的镁合金铸件浇注系统设计,对于镁合金铸件浇注系统设计时,尽可能避免流线产生意义重大。
技术实现思路
1、本发明重点阐述稳定获得镁合金铸件流线缺陷的浇注系统设计方法。
2、发明目的
3、研究稳定获取镁合金铸件流线缺陷浇注系统设计,可以获得研究流线缺陷对镁合金铸件冶金质量影响提供足够试验样品。同时熟知了获得流线缺陷的镁合金铸件浇注系统设计,对于镁合金铸件浇注系统设计时,尽可能避免流线产生意义重大。
4、技术方案
5、一种稳定获得镁合金铸件流线缺陷的浇注系统,产生流线的浇注系统将直浇道设置改小,使得合金液流速平稳,避免过快;在厚大部位增加内浇道,同时在薄壁部位增加内浇道,薄壁部位设置细小内浇道,使得该细小内浇道位置先凝固,厚大部位设置较宽内浇道,使得合金液流动量大。充型过程不断冲刷薄壁位置先凝固特征,使得薄壁位置形成流线缺陷。
6、进一步的,流线缺陷的形成需一部分优先凝固,因此缺陷位置设置在薄壁位置,且附近需设置较小内浇口,提供充型。
7、进一步的,在薄壁特征另一侧设置内浇口,浇口尺寸大于缺陷附近浇口,该浇口充型能力强,保证与缺陷先凝固一侧充分汇流,避免产生冷隔缺陷,从而形成流线缺陷。
8、一种稳定获得镁合金铸件流线缺陷的浇注系统的浇注方法,从浇嘴及宽口将熔剂倒出,并抖掉浇包壁和浇包底上的残余熔剂,在行走时浇包底朝上。用浇包底推开合金表面的熔剂层,平稳地将浇包沉入合金液中,用浇包的宽口舀取合金液,勿使合金液进入浇包。取出浇包,让熔剂从浇包的壁上流掉,从包嘴倒出2%~3%的合金液,以排除浇嘴内的熔剂。同一坩埚内允许连续舀取两包合金液,但在两次舀取合金液间隔的过程中不允许撒熔剂。
9、进一步的,舀取一包合金液后,如在液面上撒了熔剂,则必须停留2~3分钟后,可继续舀取。
10、进一步的,舀取一包合金液后,液面如有燃烧及裸露液体的部分,应撒以rj-2熔剂。
11、将浇包移至铸型后,从浇嘴内倒出2%~3%的合金液至预热的锭模内。
12、进一步的,使浇嘴接近浇口杯的边缘,平稳、均匀、不间断地将合金液注入铸型,浇口杯内不得产生漩涡,并始终保持充满的状态,以免杂质进入铸型。要避免液流直接冲击直浇道。
13、进一步的,所述合金液的配置方法,包括如下:
14、zm-6合金熔炼在电阻坩埚炉或燃气炉内进行,采用0.5级电子电位计测温,用1.5级毫伏计控制炉膛温度。
15、进一步的,将洗净的坩埚通电加热1h以上(至暗红色),约为(400~500)℃(可用电子测温仪测量),在坩埚底部及坩埚壁内撒上占炉料总重(0.5~0.8)%的rj-2熔剂。加入镁锭、回炉料,撒上占炉料总重(0.5~0.8)%的rj-2熔剂,升温熔化。
16、待炉料全部熔化后,升温至(740~760)℃,在搅拌下,加入铍氟酸钠和rj-2熔剂1:1的混合物。在(740~760)℃下,加入预热的锌和镁钕中间合金,沿坩埚在不破坏液面的状态下,搅拌(2~3)min之后除渣,然后撒上约占炉料总重(0.5~0.8)%的rj-2熔剂覆盖。当合金温度升至(780~800)℃时,入预热的镁锆中间合金,沿坩埚在不破坏液面的状态下搅拌(5~10)min,除去合金液面的脏物并撒上约占炉料总重(0.5~0.8)%的rj-2熔剂。除去液面及坩埚壁熔渣,然后撒上约占炉料总重(0.5~0.8)%的rj-2熔剂覆盖。将合金液降温至(750~760)℃,用搅拌设备沉入合金的2/3深处,搅拌(10~15)min,并不断地在液流的波峰上撒上占炉料总重(1.5~2.5)%的rj-5熔剂。精炼处理后,清理合金液表面和坩埚壁的熔渣,然后撒入(0.5~0.8)%的rj-2熔剂覆盖液面。将合金液升温(800~820)℃,静置(20~30)min。
17、通过上述熔化过程配置的合金液具有较良好的除渣效果,避免因夹渣缺陷影响流线缺陷的制备且有效降低镁合金熔化过程中燃烧的风险。
18、进一步的,混合物的加入量约占炉料总重量的0.1%。
19、进一步的,搅拌设备包括搅拌勺或搅拌机。
20、本申请的有益效果在于:
21、按上述方式操作能够有效保证产品充型过程平稳,快速。确保充型完整,缺陷按计划形成。
22、1无需设备投入,低成本就可以稳定获取流线缺陷试样。
23、2现场实施简便。
24、3本发明包括浇注系统设计,除快速成型砂型外,不需要额外增加消耗材料。
25、4流线缺陷的制备能够有效为流线缺陷的研制提供有效的基础材料保障,对流线所造成的屈服强度、抗拉强度、延伸率等性能影响研究提供原材料支撑。用于进一步了解流线缺陷及其造成的影响分析。从而实现铸造过程缺陷让步使用时有所依据。
26、5流线缺陷的制备有效解释了流线缺陷的成因,对生产过程中流线缺陷防范具有指导作用,从而实现提高产品合格率,降低返修率的目的。
1.一种稳定获得镁合金铸件流线缺陷的浇注系统,其特征在于,产生流线的浇注系统将直浇道设置改小,使得合金液流速平稳,避免过快;在厚大部位增加内浇道,同时在薄壁部位增加内浇道,薄壁部位设置细小内浇道,使得该细小内浇道位置先凝固,厚大部位设置较宽内浇道,使得合金液流动量大;充型过程不断冲刷薄壁位置先凝固特征,使得薄壁位置形成流线缺陷。
2.如权利要求1所述的浇注系统,其特征在于,流线缺陷的形成需一部分优先凝固,因此缺陷位置设置在薄壁位置,且附近需设置较小内浇口,提供充型。
3.如权利要求2所述的浇注系统,其特征在于,在薄壁特征另一侧设置内浇口,浇口尺寸大于缺陷附近浇口,该浇口充型能力强,保证与缺陷先凝固一侧充分汇流,避免产生冷隔缺陷,从而形成流线缺陷。
4.如权利要求1所述浇注系统的浇注方法,其特征在于,从浇嘴及宽口将熔剂倒出,并抖掉浇包壁和浇包底上的残余熔剂,在行走时浇包底朝上;用浇包底推开合金表面的熔剂层,平稳地将浇包沉入合金液中,用浇包的宽口舀取合金液,勿使合金液进入浇包;取出浇包,让熔剂从浇包的壁上流掉,从包嘴倒出2%~3%的合金液,以排除浇嘴内的熔剂;同一坩埚内允许连续舀取两包合金液,但在两次舀取合金液间隔的过程中不允许撒熔剂。
5.如权利要求4所述方法,其特征在于,舀取一包合金液后,如在液面上撒了熔剂,则必须停留2~3分钟后,可继续舀取。
6.如权利要求5所述方法,其特征在于,舀取一包合金液后,液面如有燃烧及裸露液体的部分,应撒以rj-2熔剂。
7.如权利要求6所述方法,其特征在于,将浇包移至铸型后,从浇嘴内倒出2%~3%的合金液至预热的锭模内。
8.如权利要求7所述方法,其特征在于,使浇嘴接近浇口杯的边缘,平稳、均匀、不间断地将合金液注入铸型,浇口杯内不得产生漩涡,并始终保持充满的状态,以免杂质进入铸型;要避免液流直接冲击直浇道。
9.如权利要求4所述方法,其特征在于,所述合金液的配置方法,包括如下:
10.如权利要求9所述方法,其特征在于,混合物的加入量占炉料总重量的0.1%,搅拌设备包括搅拌勺或搅拌机。
