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電磁凝固

電磁攪拌鑄造系統

 
(1)工作原理OPERATIONAL PRINCIPLE
 
    電磁攪拌鑄造的原理是利用電流產生強大的變化磁場,穿透多層介質的阻隔,使連鑄坯內部的金屬熔液產生流動,通過對流動狀態的控制達到改善鑄坯內部組織、成分分布、熔液純凈度和表面質量等目的。由于電磁場的作用具有非接觸、分布均勻等特點,特別適用于高溫等特殊場合。生產實踐表明,電磁攪拌在改善柱狀晶、搭橋、針孔,增加等軸晶區,減少成分偏析,減輕或消除中心疏松和中心縮孔等方面的效果非常明顯。
 組成

 

(2)工藝原理Process principle:

    在普通鑄造過程中,初晶以枝晶方式長大,當固相率達到0.2左右時,枝晶就形成連續網絡骨架,失去宏觀流動性。如果在液態金屬從液相到固相冷卻過程中進行強烈攪拌,則使普通鑄造成形時易于形成的樹枝晶網絡骨架被打碎而保留分散的顆粒狀組織形態,懸浮于剩余液相中。這種顆粒狀非枝晶的顯微組織,在固相率達0.5-0.6時仍具有一定的流變性,從而可利用常規的成形工藝如壓鑄、擠壓,模鍛等實現金屬的成形。

(3)產品優勢Product advantages
 
1、 鑄件質量高。因晶粒細化、組織分布均勻、體收縮減少、熱裂傾向下降,基體上消除了縮松傾向,力學性能大幅度提高。
2、 凝固收縮小并速度加快,既可提高生產率,縮短工藝周期;又可使成型體尺寸精度提高,加工余量小,近凈成形。
3、 成形合金范圍廣。非鐵合金有鋁、鎂、鋅、錫、銅、鎳基合金;鐵基合金有不銹鋼、低合金鋼等。
4、 制造金屬基復合材料。利用半固態金屬的高粘度,使密度差大、固溶度小的金屬制成合金,也可有效地使不同材料混合,制成新的復合材料。
5、 成型溫度低(如鋁合金可降低120℃以上),可節省能源。
6、 模具壽命延長。固較低溫度的半固態漿料成形時的剪切應力,比傳統的枝晶漿料小三個數量級,故充型平穩、熱負荷小,熱疲勞強度下降。
7、 減少污染和不安全因素。因作業時擺脫了高溫液態金屬環境。
8、 變形阻力小,采用較小的力就可實現均質加工,對難加工材料的成形容易。
9、 適于采用計算機輔助設計和制造,提高了生產的自動化程度。

力學性能

1、擠壓棒材力學性能顯著提高,特別是延伸率增加近45%。
2、較普通鑄錠成份偏析明顯減輕。
3、組織均勻細小,第二相固溶更充分,均勻化時間縮短,硬度提高。
4、變形協調均勻,變形抗力降低且均勻。

 
 
(4)產品的應用及發展APPLICATION AND DEVELOPMENT OF PRODUCT
   
    電磁攪拌鑄造突破了高合金化、大體積金屬溶體均勻凝固的技術難題,實現了高強鋁合金細晶均質鑄造,晶粒明顯細化均勻化,協調變形能力和力學性能顯著提升:
   1、顯著改善高合金鑄錠成份均勻性,晶粒尺寸顯著細化。
   2、改善后續產品的加工性能,提高材料利用率,顯著減低生產成本。
   3、明顯增加中心等軸晶率、基本消除中間裂紋,對鑄坯激冷層細小等軸晶帶有明顯效果。
   4、其生產產品性能可同時滿足航空航天、國防軍工領域高性能和輕量化設計要求。

 

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