航空镁合金铸件常见铸造缺陷的分析及克服

镁合金铸件常见铸造缺陷的分析及克服

拍

年第

期

航空镁合金铸件常见铸造缺陷的分析及克服王松涛魏国华王士一驻东安公司军代室黑龙江哈尔滨,

,

,

石

摘发展

要由于航空镁合金铸件的铸造缺陷种类多并且难以克服严重地影响了镁合金铸件在航空应用方面的,

,

。

本文以某型航空机匣壳体铸件为例论述了镁合金铸件的各种缺陷的产生机理及克服方法

。

关键词航空镁合金铸件缺陷克服

前言航空镁合金铸件的结构复杂铸造缺陷较多,,,

态收缩和凝固收缩超过硬壳的固态收缩则就会产生缩孔,

。

其产生的条件就是铸件由表及里地逐层。

凝固缩孔就集中在最后凝固的地方

且难克服本文以有代表性的某型航空机匣壳体

产生部位及克服手段产生部位见图克服手段在有缩孔缺陷的部位口

铸件来说明

。

该铸件图

是国内铸造业有史以,

所示

、

号位置

来生产的浇铸重量最重的镁合金铸件为浇注该

铸件共准备了数套各式模具及数套测具数件冷,

号部位增加暗冒

铁该铸件从制芯到浇注的周期为数天由于准备周期长砂芯吸湿严重给浇注成型带来了极大的,,

,

,

如图所示

。

在组芯合箱时保证铸型有一定的温度一

困难其熔化重量达几吨浇铸重量为数百公斤

,

,

。

℃

。

常见的各种铸造缺陷在该铸件上几乎都出现过因此以其为例具有代表性,

,

增加冷铁见图,

所示

号位置,

。

采取以。

。

上措施后除暗冒口补缩不好外其它效果很好、

在研制壳体类铸件过程中铸件存在缩孔憋

为使暗冒口的作用充分发挥一是加大暗冒口二,,

气铸造裂纹氧化夹杂熔剂夹杂重金属偏析及反应性夹砂等铸造缺陷和克服方法进行论述。。

、

、

、

、

是使该冒口变成保温冒口,

。

由于加大暗冒口比较,

下面对各缺陷产生机理

困难因此用保温棉沿冒口内壁贴合使之成为保

温冒口实践证明这种形式的保温冒口完全能够,

缩孔的克服缩孔产生机理

满足补缩的要求

。

气孔的克服,,

合金液浇人铸型后铸型要吸收热量合金液的温度就会下降发生液态收缩如果合金液态收,,

气体来源在熔炼过程中合金液直接和炉气接触是金属吸气的主要途径。,

,

缩

和凝固收缩造成的体积缩减等于因外壳尺寸缩小所造成的体积缩减则不产生缩孔如果合金液收稿日期拓一一,

炉料的锈蚀或油污使用潮湿的燃料都会

、

镁合金铸件常见铸造缺陷的分析及克服

黑、

龙,

江

冶出去。

金

导致炉气中的水蒸气氢气等气体的含量增加增

加合金液的吸气

。

③在直浇道的后面原来用,,

,

干砂来填

合金液与铸型作用时是合金吸气的另一途径。

充严重地影响了气体的排出所以此处改成透气性比较好的大粒砂来填充。

铸型中的水分即使烘干的铸型浇注前也、

会吸水

有机物的燃烧都能产生大量的气体、

。

减少辅助材料的发气量为此对保温棉、

,

、

铸型的透气性差无足够的排气措施浇注速度控制不当都会使合金液在浇人型腔时发,

硫磺粉硼酸焦碳大粒砂等进行加温烘烤减少铸型的发气

、

、

、

。

生喷射飞溅和涡流而使空气卷人增加合金液中,

、

①型芯第一天组合完成以后第二天组芯前,

的气体

。

要对型芯进行补充烘烤以使其吸附的气体充分,

地去除

。

②浇注前对浇口杯要进行补充烘烤使其达,

崛图

到

℃左右。

。

这样既有利于除气又有利于浇口,

杯的保温

氧化夹杂的防止产生机理浇注前形成的氧化夹杂由于镁合金特别是,

机匣壳体

系列合金更加容易氧

克服方法为克服此缺陷将冒口取消而加一排气,

,

化因此在熔化时其氧化物很容易卷人合金液中,

芯骨芯骨用直径为

的钢管制成周身钻满,

,

而在精炼结束之后合金液的表面不能撒,

,

一

直径为

米的孔洞且交错分布如图

所示

。

熔剂只能撒硫磺和硼酸的混合物来防止它的氧化如稍不小合就可能被氧化,

。

浇注过程中形成的氧化夹杂物

浇注过程中形成的氧化夹杂物又称为二次氧化夹杂物图。

液体金属在充填铸型的过程中合金,,

,

气芯骨

液与大气接触合金液的表层的镁先被氧化但是生成的氧化镁不稳定它还会被进一步氧化,

。

形

此种芯子排气效果良好一方面减少了芯子,

成氧化夹杂物在充型时合金液的断流产生的涡流飞溅就会把该氧化膜卷人合金液的内部、

,

,

、

的发气另一方面加强了芯子的排气,

。

另外由于

,

。

冒口的取消也

节省了大量的合金液降低了铸件,

在内部形成氧化夹杂氧夹杂的防止

。

的成本

。

增加型芯的排气作用①把型芯的内腔掏空用焦碳来填充焦碳既,

对柑涡进行改进见图板分别向上抬高,

把

号和。

号挡

以便更好地挡渣

采用。

可以减轻砂芯的重量又可以增加排气效果,

。

此种柑涡之后铸件的氧化夹杂缺陷明显减少,

②型芯的非工作表面扎足够数量的通气在孔使浇注和烘烤时产生的气体能够充分地挥发,

铸型内的保护气氛不充分从而使合金液二次氧化比较严重。

在浇注铸件之前在铸型内

、

镁合金铸件常见铸造缺陷的分析及克服

年第浇口杯中撒人少许防燃剂使浇人铸型内的合金,,,

期

闭合即能使铺展过程进行得比较快可以显著减少金属的氧化而浇注时则希望熔剂有较大的勃

液得到充分的保护有效地控制了二次氧化的产,

生

。

度这样熔剂被推开之后能较慢地闭合,

,

。

因此在

熔剂的粘度选择上要考虑好选择适中豁度的熔剂。

化学稳定性熔剂的化学稳定性要高即

,

熔剂应在熔炼温度下不与合金液及柑祸发生化学反应以及熔剂本身不挥发不分解这样可以使合,、

金中各元素损耗较少成分较准确以及可以避免,,

图

增锅

由于化学反应产生新的杂质和非金属夹杂物进人镁液不至于使柑祸很快受到浸蚀而损坏并且免,,

熔剂夹杂的防止熔剂夹杂的产生及其机理由于镁合金的精炼与表面防护都采用熔剂进

得使熔剂由于发生反应而很快失去作用

。

上面说的对柑祸进行改造后也能对熔剂

夹杂的产生起到很好的效果,

。

加强操作特别是在出炉之后的操

行如果熔剂本身的性能不好或者操作不当熔剂就会同镁液混人铸型而成为熔剂夹杂,

,

作避免柑涡的剧烈震动吊车起吊要平稳等

,

,

。

。

熔剂夹杂

不但降低了合金的机械性能而且它还将成为镁

裂纹的防止由于自硬砂的强度高退让性差铸件在冷却时收缩受阻产生裂纹温规范如图,,

合金铸件腐蚀的发源地,

。

因为熔剂之中的

薛几

吸潮性很强露出在外面的熔剂夹杂很容易吸收

。

为降低型芯的强度回

,

大气中的水分并发生下列化学反应

一姚一可以看出镁不断地被

腐蚀成从这两个反应,

郎

珑

大大地降低了铸件的抗蚀性能

。

克服

对熔剂本身的要求熔化温度熔剂的熔化温度应低于所熔金属的熔点这样使熔剂在整个熔炼过程中均能,,

图

回温曲线

经过这样的回温之后铸型的退让性增强减,

保持为液态因此在精炼时它可以更好地吸附夹,

少了铸件裂纹的发生,

。

另外在图,

所示

号位

杂既使混人合金液中也能很快地分离出来

,

。

置经常出现裂纹实际此处的裂纹是芯子在组合时产生披缝造成裂纹源披缝加大至,,,

。

比重熔剂应与金属液之间有较大的比重

所以在生产时索性把,

差这样当熔剂混人合金液中也能很容易地排出

,

米让它起到加强筋的作用最后。

而不致于产生熔剂夹杂

。

由清理工清理掉经过这样的外理后裂纹消失,

勃度熔剂的粘度应小些这样可以使表面覆盖熔剂层在熔炼操作中被推开之后能较快地

下转

页

镁合金铸件常见铸造缺陷的分析及克服

黑根据以上组织图可看出,

龙钢存

江

冶

金

在黑白两种不同颜色的组织区域这是由于不同,

结论采用电炉镁砂捣打炉衬冶炼当控制冶炼过程中的仓,,

组织对同一种腐蚀剂的耐蚀性不同而产生的其中白色部分和黑色部分分别为淬火马氏体组织和时效马氏体组织。

,

哄

,〕

适

成分该钢可以冶炼成功

显微观察发现该钢组织变化随,

钢热加工性能良好加热温,

,

热处理制度的变化规律非常强即锻后空冷组织图

度不宜过高但轧锻后要及时回炉加热退火必要时需进行表面清理属于马氏体沉淀硬化型不锈钢通过合理控制化学成分及调整热处理制度可以满足、

为黑白两种区域性组织只是黑色组织区域,

小

烈℃固溶大部分为白色低碳马氏体组织随,,

时效温度的升高白色组织逐渐减少黑色组织逐

,

,

渐增加

。

随时效温度升高而出现的淬火马氏体组,

一

对此钢性能的要求。一、

织减少时效马氏体组织增加就形成了表、

、

中的。、

固溶时效后析出富铜相

碳化物时效马

钢强度指标下降塑性指标上升的变化规律℃低温时效时富铜相,,

’呢,

等强化相组织为淬火马氏体,,

。一

、

、

等

氏体并有残余奥氏体存在在

℃时效处理后

碳化物开

始析出具有最大的强化效果此时的布氏硬度为,,

,

强度最高

。

而相应以℃固溶处理的硬度仅为,

印残余奥氏体量较少此时强度最高,

。

随时效

参考文献陆「〕世英等不锈钢原子能出版社,

温度提高时效马氏体长大淬火马氏体基体开始,

回复再结晶逆转变奥氏体开始生成并长大导,,

、

仁乔桂英等热处理对马氏体不锈钢影响特殊钢男,

力学性能的

致室温残余奥氏体量增加强度下降

,

〕

。

上接

页

,

反应夹砂在主机匣铸件中反应不明显因此,,

重金属偏析及反应性夹砂在

只是控制一下芯子烘烤过程只要芯子表面不发

稣即可,

。

合金中,

特别容易产生偏析且它在℃时只能溶解

结论通过上述工艺控制使铸镁机匣壳体的,

合液中的溶解度很少在左右。

缺陷得到了有效克服使产品质量得到了大幅提,

高

。

所以我们从三个方面人手克服这一缺陷配料时与合金液中的的量按其三倍加人使析出的,

参考文献们荣科铸造手册第【卷机械工业出版社

达到一定的平衡度,

。

精炼过程改在大炉中进行并且用搅拌机进行。

【〕荣科铸造手册第

卷机械工业出版社

〕安阁英铸件形成理论机械工业出版社

浇注温度提高到

℃以上浇注

。

通过这

〔」林再学轻合金砂型铸造航空工业教材编审组

几项措施的采取使得决。

偏析这一冶金问题得到解

「〕陆树荪有色铸造合金及其熔炼国防工业出版社

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ps44.html