锻造业(yè)的(de)发展趋势
发布时(shí)间: 2024-12-16 来源:洛阳完美和顺祥机械有限公(gōng)司 点击:584
从(cóng)历史悠(yōu)久的铸造技术发展到今天(tiān)的现代铸(zhù)造(zào)技术或液(yè)态凝固成(chéng)形技术这(zhè)不仅与金属与合金的结晶与凝固理论(lùn)研究的深入(rù)和(hé)发(fā)展、各种凝固(gù)技术的不断的出现和提高、计算机技术(shù)的应用等有关 , 而且(qiě)还与化学工业、机(jī)械制造业、制造方法(fǎ)和(hé)技术的发展密切相(xiàng)关(guān)。固技术的发展 控制凝固过(guò)程是开发新型材料和提高铸件(jiàn)质(zhì)量的重要途径(jìng)。 顺序凝固技术、快速(sù)凝(níng)固技术、复(fù)合材料的获(huò)得(dé)、半固态(tài)金(jīn)属铸造成形技(jì)术(shù)等(děng)等就是(shì)集中的代表。
1.顺序凝固(gù)技术(shù) 所谓(wèi)的顺(shùn)序凝(níng)固技术(shù) ,是使液态金属的(de)热量沿一定向排出 , 或通(tōng)过对液态金属施行某方向的快速凝(níng)固 , 从(cóng)而使晶粒的生(shēng)长( 凝固 )向着一定的方向进行 , 最(zuì)终获得具有单方向晶粒(lì)组(zǔ)织或单(dān)晶组织的铸件的(de)一(yī)种工艺(yì)方法。由(yóu)于冷(lěng)却及控制技术的不断进步,使热(rè)量排出的强度及方向性不断提高 , 从而使固液界面前沿(yán)液相中的温度梯度(dù)增大 , 这不(bú)仅使晶粒生(shēng)长的(de)方向性提高 ,而且组织更细长、挺(tǐng)直、并(bìng)延长(zhǎng)了定向区 . 顺序凝固技术(shù)已(yǐ)广泛应(yīng)用于铸造 高温合金燃气轮机叶(yè)片的生产(chǎn)中 , 由于(yú)沿定向生长的组织的力学(xué)性能优异, 使(shǐ)叶 片工作温度大幅度提高 , 从(cóng)而使航空发动(dòng)机性能(néng)提高。 顺(shùn)序凝固技术的最新进展 是(shì)制取单晶体铸件 , 如(rú)单晶(jīng)涡轮叶片 ,它(tā)比一般顺序凝(níng)固柱状晶叶片具有(yǒu)更(gèng)高的 工(gōng)作温度 , 抗热(rè)疲劳强度、抗蠕(rú)变强度和耐腐蚀性(xìng)能。采用这种高温(wēn)合金单晶叶(yè)片 的航空发动机 ,有(yǒu)效地增加了航空发(fā)动机的推力和效率 , 使其性能大幅度(dù)提高(gāo)。
2. 快速凝(níng)固(gù)技术即在比常规工艺条件下的冷却速度 ( 10-4 - 10K/S) 快得多的冷(lěng)却(què)条件 (103 - 109 K/S) 下 ,使液态(tài)合金转变为固态的工艺方法。它使合金(jīn) 材料具有(yǒu)优异的组(zǔ)织和性能 , 如很细的晶粒 ( 通常 <0.1-0.01 um>甚至纳米(mǐ)级的晶粒 ) , 合金元偏析缺陷和高(gāo)分(fèn)散度的(de)超细(xì)析(xī)出相 , 材料的高强度、高韧性(xìng)等。 快速凝固技术(shù)可(kě)使液态金属脱开常规的结晶过程(chéng) (形核(hé)和生长) , 直接形成非(fēi)晶结构的(de)固体材料 , 即所谓的(de)金属玻璃。此类(lèi)非晶态合金为远(yuǎn)程无(wú)序结构 ,具有特殊的电学性能、磁学性能、电化(huà)学性能和力学性(xìng)能 ,己得到广泛的应用(yòng)。如用作控制变压器铁(tiě)心材(cái)料、计算机磁头及外围设备中零件(jiàn)的材料、纤焊(hàn)材料等。快速凝固正日益受到多方的重视。
3.复合材料 制备凝固技术的另(lìng)一发展是用于复合材料的制备口所谓复合(hé)材料(liào) , 就(jiù)是(shì)在非金属或金属(shǔ)基(jī)体中引人增强相或特(tè)殊成分 ,通(tōng)过控(kòng)制凝固使增强(qiáng)相按所希望的方式分(fèn)布或排列的一种具有特殊性能的材料。由于复合材料(liào)的基体 具有(yǒu)较高的断裂性 , 加上(shàng)增(zēng)强相的存在 ,故能表现出与普(pǔ)通单相组织材料(liào)不(bú)同(tóng)的性能 , 如高(gāo)强度、良好的高温性能和抗疲劳性能 , 已发展了多(duō)种(zhǒng)制(zhì)取复合材料的工艺方法 ,如(rú)结合顺序(xù)凝固技术制备自生复合材料。此领(lǐng)域的应用前景将(jiāng)越来(lái)越广。
4. 半固态铸造(zào)半固态金属铸造成(chéng)形技(jì)术经过(guò) 20 多(duō)年(nián)的研究(jiū)及发(fā)展(zhǎn) , 已(yǐ)进入工业应用阶段。其原理是在液态金属(shǔ)的凝固过程中进行强(qiáng)烈的搅拌 (可以(yǐ)采(cǎi)用机(jī)械、电(diàn)磁或其它方式 ) , 使普(pǔ)通铸造易于形成的树(shù)枝晶网络骨架被(bèi)打碎而形成分散的颗粒状(zhuàng)组(zǔ)织形态(tài) , 从而制得半固态金属液 ,它具有一(yī)定(dìng)的流动性 ,然后可利用常规的成(chéng)形技术如压(yā)铸、挤(jǐ)压(yā)、模锻等(děng)成形生产坯料或铸(zhù)件(jiàn)。半固态金属铸造(zào)成形克服了传统(tǒng)铸(zhù)造成形易(yì)产生的缩孔、缩松、气(qì)孔及(jí)尺寸偏差等(děng)缺点, 具有成形温度低, 延(yán)长模(mó)具寿命 , 节约能源 , 改善生产条件和环境 , 提高(gāo)铸件(jiàn)质量 ( 减少气孔(kǒng)和凝固收缩 ) ,减少加工(gōng)余量等许多优点。半固态金属成(chéng)形工艺(yì)将成(chéng)为 21 世纪极具发展前途的近净形化(huà)成形技术之一。
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