實(shí)驗(yàn)研究機(jī)械振動(dòng)對(duì)ZL205A合金低壓振動(dòng)鑄造的影響

摘 要：通過(guò)機(jī)械振動(dòng)探究對(duì)ZL205A合金低壓振動(dòng)鑄造的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，伴隨著振幅值的增大，縮松百分比減少。施加機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)振擊力作用處于糊狀物質(zhì)，體現(xiàn)等效加速度，在糊狀物質(zhì)方向運(yùn)動(dòng)中，可以細(xì)化晶粒。機(jī)械振動(dòng)鑄造實(shí)驗(yàn)的確定，結(jié)合低壓振動(dòng)鑄造實(shí)驗(yàn)的機(jī)械振動(dòng)情況，同樣也調(diào)節(jié)了機(jī)械振動(dòng)的頻率和振幅，在50Hz頻率和0.8mm振幅振動(dòng)下鑄件縮松最少。

關(guān)鍵詞：機(jī)械振動(dòng)；ZL205A合金；低壓振動(dòng)鑄造；影響

鑄件中的縮孔縮松鑄造缺陷較為嚴(yán)重，不僅僅降低了鑄件的力學(xué)性能，同時(shí)也降低了鑄件的質(zhì)量，常伴有縮孔縮松現(xiàn)象，形成裂紋以及應(yīng)力偏析等現(xiàn)象。關(guān)于縮孔縮松現(xiàn)象的存在，降低了鑄件的性能，以至于鑄件實(shí)際的生產(chǎn)階段，需要盡可能的將縮孔縮松鑄件減少，將ZL205A合金鑄件縮孔縮松現(xiàn)象鑄件減輕。文章主要以ZL205A合金鑄件低壓鑄造為例，對(duì)其進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)，減少了縮孔縮松的目的。

1 試驗(yàn)材料與方法

實(shí)驗(yàn)材料的選擇，主要是結(jié)合ZL205A合金作為實(shí)驗(yàn)材料，同時(shí)ZL205A合金作為Al-Cu系的合金，將Mn、Ti以及Zr合金元素加入，結(jié)合合金液相線溫度的控制，溫度控制為633℃，固相線溫度控制為544℃。寬結(jié)晶溫度范圍的合金確定，結(jié)合糊狀凝固的方式，將大量等軸晶逐步形成，同時(shí)也要降低鑄造性能。普通鑄造過(guò)程，常伴有裂紋以及縮孔縮松等現(xiàn)象，同時(shí)也存在氣孔等現(xiàn)象[1]?；诤辖鸹瘜W(xué)成分的確定，如表1所示。

低壓振動(dòng)鑄造補(bǔ)縮試樣制備過(guò)程，主要是結(jié)合振動(dòng)凝固補(bǔ)縮試樣設(shè)計(jì)過(guò)程，將其確定為薄版形結(jié)構(gòu)，結(jié)合合金材料的應(yīng)用，確定結(jié)晶溫度的范圍，凝固補(bǔ)縮試樣實(shí)際尺寸的選擇，長(zhǎng)度為120mm，寬度為80mm，實(shí)際的厚度為15mm?；跐沧⑼ǖ赖闹睆酱_定，直徑也即是15mm。鑄型樹(shù)脂砂造型的確定，結(jié)合上下兩箱造型結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)裝置的確定，結(jié)合低壓振動(dòng)鑄造實(shí)驗(yàn)裝置，采取變頻器以及壓鑄單元的主要組成部分，結(jié)合偏心輪不穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)的形式，促進(jìn)機(jī)械的振動(dòng)和電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸兩端的控制[2]。通過(guò)對(duì)偏心塊數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而做好振動(dòng)電機(jī)振幅的調(diào)節(jié)。振動(dòng)頻率的一種調(diào)節(jié)過(guò)程，結(jié)合變頻器的形式，通過(guò)改變振動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速過(guò)程，結(jié)合手動(dòng)減壓閥對(duì)壓鑄單元進(jìn)氣壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，做好金屬液充型壓力調(diào)節(jié)工作[3]。

試驗(yàn)過(guò)程，不改變慣性振動(dòng)電機(jī)振幅，對(duì)變頻器ZL205A合金進(jìn)行調(diào)整，結(jié)合不同振動(dòng)頻率的情況，對(duì)振動(dòng)頻率進(jìn)行調(diào)整。振動(dòng)頻率的保持，需要對(duì)振動(dòng)電機(jī)振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)，結(jié)合充型凝固的形式，保持不同的頻率，在ZL205A合金的條件凝固下，選擇不同的工藝參數(shù)，如表2所示。

通過(guò)做好熔煉以及澆筑處理，將坩堝電阻爐打開(kāi)，取出水分。將ZL205A合金爐料中加入干燥無(wú)水分的電阻爐坩堝，對(duì)溫度設(shè)定，同時(shí)合金完全融化之后，控制溫度為750℃，做好打渣精煉處理。ZL205A合金鑄件的生產(chǎn)過(guò)程，結(jié)合低壓振動(dòng)鑄造裝置，在熔融金屬液以及坩堝中放置，有著較高的金屬液溫度[4]。ZL205A合金鑄件的生產(chǎn)過(guò)程，結(jié)合低壓振動(dòng)鑄造裝置圓形容器，對(duì)熔融金屬液和坩堝放置，平臺(tái)上的砂箱結(jié)合角鋼禁錮的形式，盡可能的避免砂箱出現(xiàn)位移。關(guān)于上部攝像頭的觀測(cè)，需要結(jié)合金屬液飛濺現(xiàn)象的控制，做好外部環(huán)境的操控，攝像頭對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀測(cè)的同時(shí)，需要保證有著合理的實(shí)驗(yàn)裝置安裝，結(jié)合氮?dú)饧訅旱奶幚怼?/p>

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 機(jī)械振動(dòng)鑄造試樣和縮松觀察

ZL205A低壓振動(dòng)試驗(yàn)元件有著相同的鑄件形狀和尺寸，對(duì)于模型砂型相關(guān)型腔形狀的確定，盡可能的將機(jī)械振動(dòng)參數(shù)除去，保證有著相同的環(huán)境，做好澆注溫度的控制工作，將其他各方面因素的干擾及時(shí)的消除。低壓鑄造工藝方法的確定，需要結(jié)合試樣鑄造的有效性，將裝置中的氣體逐漸卸掉，而鑄件試樣逐漸的開(kāi)啟和確定，需要結(jié)合較為簡(jiǎn)單化的處理，做好合金低壓振動(dòng)鑄件的確定工作[5]。ZL205A合金鑄件主要是結(jié)合砂型造型結(jié)構(gòu)，采取低壓鑄造的一種工藝方法，在本低壓振動(dòng)鑄造過(guò)程，結(jié)合砂型造型的形式，確定鑄造生產(chǎn)環(huán)境。砂型鑄造充型處于凝固狀態(tài)之后，鑄件的表面存在一定的沙粒結(jié)構(gòu)，基于振動(dòng)狀態(tài)下的鑄件生產(chǎn)，需要結(jié)合鑄件的造型砂模式，及時(shí)的清理鑄件結(jié)構(gòu)。試樣的清理之后，結(jié)合X射線工業(yè)的一種成像儀探傷處理，避免鑄件存在縮松情況。

2.2 機(jī)械振動(dòng)對(duì)ZL205A合金縮松的影響

不同鑄件下的縮松缺陷確定，需要結(jié)合鑄件截面的面積分析，確定鑄件面積的百分率數(shù)值統(tǒng)計(jì)和分析。尤其是振動(dòng)參數(shù)中的鑄件縮松百分比的確定，如表3所示。

關(guān)于ZL205A合金凝固過(guò)程的確定，需要結(jié)合金屬液的型腔條件，結(jié)合充型后的凝固過(guò)程，確定實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)，在試樣設(shè)計(jì)尺寸的確定下，需要結(jié)合升液管的基本高度，關(guān)于實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)充型壓力的確定，結(jié)合試樣的基本設(shè)計(jì)尺寸情況，做好計(jì)算金屬液壓力的確定工作[6]。基于充型時(shí)氣體壓力下金屬液充型確定，需要結(jié)合振動(dòng)參數(shù)的施加過(guò)程，結(jié)合Origin繪圖軟件做好數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，如圖1所示。

一旦施加機(jī)械振動(dòng)，逐漸的縮松面積不斷減少，同時(shí)也減輕了縮松的缺陷部分，縮松百分比振動(dòng)頻率的分析，需要結(jié)合機(jī)械振動(dòng)鑄件的分析過(guò)程，盡可能地加強(qiáng)機(jī)械振動(dòng)，減少縮松的分布過(guò)程。一旦振動(dòng)頻率相對(duì)較高，盡可能地減少縮松占有面積的百分比。關(guān)于不同振幅頻率的分析，需要結(jié)合振動(dòng)頻率的分布情況，不同頻率下的振幅變化，如圖2所示。

縮松百分比伴隨著振幅的增加，同樣也處于不斷減少的狀態(tài)。而機(jī)械振動(dòng)鑄件的產(chǎn)生，盡可能地減輕了縮松的分布情況。振幅一旦達(dá)到0.8mm的時(shí)候，降低了縮松的百分比，同時(shí)也有著較小的縮松分布。

3 結(jié)束語(yǔ)

伴隨著振幅值的增大，縮松百分比減少。施加機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)振擊力作用處于糊狀物質(zhì)，體現(xiàn)等效加速度，在糊狀物質(zhì)方向運(yùn)動(dòng)中，可以細(xì)化晶粒。機(jī)械振動(dòng)鑄造實(shí)驗(yàn)的確定，結(jié)合低壓振動(dòng)鑄造實(shí)驗(yàn)的機(jī)械振動(dòng)情況，同樣也調(diào)節(jié)了機(jī)械振動(dòng)的頻率和振幅，在50Hz頻率和0.8mm振幅振動(dòng)下鑄件縮松最少。

參考文獻(xiàn)

[1]郭洪民，章愛(ài)生，楊湘杰，等.可熔振動(dòng)頭式機(jī)械振動(dòng)細(xì)化Al-5%Cu鋁合金晶粒[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)（英文版），2014（8）：2488-2495.

[2]趙建華，馬強(qiáng)，金通，等.機(jī)械振動(dòng)對(duì)A356合金充型能力影響的研究[J].功能材料，2014（15）：15129-15133.

[3]司乃潮，胡艷，劉光磊，等.Ni-45Ti合金化和機(jī)械振動(dòng)對(duì)ZA27合金組織及熱疲勞性能的影響[J].鑄造，2014，63（1）：1-5.

[4]宋立波，曹迎文，李秋書，等.機(jī)械振動(dòng)對(duì)鑄造鎂合金組織和力學(xué)性能的影響[J].鑄造設(shè)備與工藝，2011（3）：33-34+45.

[5]薛寒松，吳招兵，彭開(kāi)建，等.機(jī)械振動(dòng)對(duì)Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-2Zn鎂合金組織和性能的影響[J].鑄造，2013，62（9）：870-873.

[6]陳為為，何業(yè)東.TiAl合金表面機(jī)械研磨滲鋁涂層的制備及高溫性能[J].材料熱處理學(xué)報(bào)，2011，32（6）：138-142.