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铸造模具的成形技术和质量控制您是否了解?

时间:2018-09-12 15:35 作者:矿山机电设备 点击: 次
  目前,铸造模具成形技术逐渐被应用于航空航天领域,开发其他领域的应用将是超塑成形技术发展的必然趋势。较新的超塑成形加工方法有超塑等温锻造、气压成形、超塑挤压真空成形、深冲、无模拉伸等。合金超塑性成形技术的应用有超塑性等温锻造、超塑性挤压、超塑性气胀、超塑性成形与扩散连接结合技术(SPF/DB)、合金超塑性成形模具材料选用研究等。
  铸造模具产业界逐渐把超塑成型技术作为解决复杂、大型或用常规成型方法难以加工的材料成型的—个重要途径。并把金属超塑性成型工艺称为21世纪的成型技术,特别是在航空航天领域在大力发展这种技术。这种技术能显著地降低构件成本、减轻质量、节约原材料和解决加工困难的问题。超塑性成型是合金零部件的正确成形方法,非常适用于制造导弹零部件,如合金导弹外壳、整流罩、容器、梁和框及钛球等。目前开发出的超塑性合金有:Ti-6Al-4V、Ti-6Al-5V、Ti-6Al-4V-2Ni、Ti-10V-2Fe-3Al等,其中Ti-6Al-4V的使用已较为广泛。
  目前铸造模具的炉前质量控制采用NB-800系列光电直读光谱仪,可快速、方便地检测出合金中各元素的含量,很大地方便了炉工的现场质量控制。为使铸造顺利进行,并减少铸造过程中金属的温降,尤其是减少坯料表面激冷,铸造合金的模具需要预热。否则,金属的温降和表面激冷将使金属不能很好地填充模具型槽及有可能导致很多裂纹。用于合金铸造的模具预热系统通常是可拆式的,但有时也采用装在压力机上的加热装置。可拆式模具加热系统通常是燃气加热器,它可以在模块装配到铸造设备之前将模具缓慢加热到所需温度区间。固演在压力机上的加热装置通常采用感应加热或电阻加热。有一些合金常规铸造工艺中,特别是在液压机上铸造时,模具温度在铸造中将不断升高,若没有合适的冷却,模具可能发生损坏。所以在铸造过程中锻模常用湿蒸气、空气或偶然用水冷却。
  传统的铸造模具加工技术是以海绵钛作为原料,经过备料—制备电极—一次真空自耗熔炼—二次熔炼—开坯锻造—二次锻造—轧制或挤压,然后得到棒材或板材成品。近净成形技术进行钛及合金材料加工则是以海绵钛+钛屑或钛及合金粉末作为原材料,利用PAM单锭熔炼技术制备铸锭或粉末冶金的方法制备坯料,然后通过轧制或挤压直接出成品。
  我国是于上世纪五、六十年代开始将熔模铸造应用于工业生产。其后这种先进的铸造工艺得到巨大的发展,相继在航空、汽车、机床、船舶、内燃机、气轮机、电讯仪器、武器、医疗器械以及刀具等制造工业中被广泛采用,同时也用于工艺美术品的制造。所谓熔模铸造工艺,简单说就是用易熔材料(例如蜡料或塑料)制成可熔性模型(简称熔模或模型),在其上涂覆若干层特别制作的耐火涂料,经过干燥和硬化形成一个整体型壳后,再用蒸汽或热水从型壳中熔掉模型,然后把型壳置于砂箱中,在其四周填充干砂造型,然后将铸型放入焙烧炉中经过高温焙烧(如采用高强度型壳时,可不必造型而将脱模后的型壳直接焙烧),铸型或型壳经焙烧后,于其中浇注熔融金属而得到铸件。
  铸造模具工业当中的近净成形方法包括激光成形、精密铸造、精密模锻、粉末冶金、喷射成形等多种方法,可成形复杂形状的各种合金零部件,并达到近净尺寸成形的目的。宝钢开发了合金锻件近净形技术——等温超塑变形工艺。该工艺通过将锻件毛坯放置在加热到变形温度或接近变形温度的模具中进行较慢速度变形而获得近净形尺寸锻件而得到越来越多地应用。粉末注射成型(简称PIM)是将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域形成的一门新型粉末冶金近净成型技术,是环球粉末冶金领域中发展较迅速、较有前途的一种新型近净成型技术。喷射成形具有快速凝固一次成形的优点,目前已在发展新型合金、实现复杂构件净成形等方面显示出巨大的潜在经济效益和社会效益。
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