Преимущества технологии литья под давлением алюминиевых сплавов
Aвтор: ЗЗТС
2023-09-15
Технология реологического литья под давлением возникла в Массачусетском технологическом институте в США в 1970-х годах. После почти 50 лет разработки он постепенно сформировал относительно полную технологическую цепочку и был реализован во многих областях, таких как автомобили, машиностроение, коммуникационное оборудование и фотоэлектрическая энергетика. промышленное применение. При реологическом литье под давлением расплав металла или сплава непосредственно превращается в полутвердую суспензию, переносится в камеру впрыска машины для литья под давлением, течет и заполняет полость формы, приводимую в движение стержнем для впрыска, и затвердевает под давлением. По сравнению с тиксотропным литьем под давлением, реологическое литье под давлением имеет характеристики короткого технологического процесса и низкой стоимости; По сравнению с обычным литьем под давлением реологическое литье под давлением имеет преимущества высокой плотности отливки и длительного срока службы формы. В зависимости от различной фракции твердой фазы полутвердой суспензии реологическое литье под давлением можно разделить на две категории: реологическое литье под давлением с низким содержанием твердой фазы (доля твердой фазы в суспензии менее 40%), которое в основном используется для улучшения качества литья под давлением. отливки. , типичные продукты включают корпуса базовых станций связи 5G, корпуса преобразователей мощности, корпуса фотоэлектрических инверторов и т. д.; Реологическое литье под давлением с высоким содержанием твердой фазы (доля твердой фазы в суспензии более 40%), в основном используется для изготовления высококачественных отливок, плотность и производительность которых сопоставимы с коваными изделиями. Типичные продукты включают рабочие колеса турбокомпрессора, кронштейны двигателя и т. д. По сравнению с литьем под давлением с низкой реологией твердой фазы, литье под давлением с высокой реологией твердой фазы имеет большие преимущества в контроле качества отливки. В последние годы процесс индустриализации ускорился, и такие автопроизводители, как BYD, Foton Daimler и General Motors, последовательно переняли его. Детали из литого под давлением алюминиевого сплава с высокой реологией твердой фазы.
Чтобы удовлетворить конкретные потребности большего числа сценариев применения, технология литья под давлением с высокой реологией твердой фазы все еще развивается. Исследовательская группа профессора Чжу Цяна и младшего научного сотрудника Лу Хунсина из Южного университета науки и технологий подвела итоги научно-исследовательского прогресса и промышленного применения этой технологии в приготовлении суспензий, материалов, моделировании и контроле дефектов за последние годы, а также обсудила будущие разработки.
об авторе
[Чжу Цян]
Чжу Цян окончил Университет Эрльген-Нюрнберг в 1994 году со степенью доктора технических наук в области материаловедения. Когда-то он работал заместителем главного инженера, главным экспертом, членом академического комитета и членом национального академического комитета Пекинского научно-исследовательского института цветных металлов (ныне China Youyan Technology Group). Заместитель директора Научно-исследовательского центра технологий инженерных технологий композитных материалов из цветных металлов, первый директор Пекинского исследовательского центра технологий производства передовой формовки металлов и эксперт общей экспертной группы 12-го пятилетнего плана Министерства науки и технологий « Высококачественные специальные стали и жаропрочные сплавы». В настоящее время он является профессором кафедры Южного университета науки и технологий, членом Британского общества материалов, горного дела и минералов, членом Международного комитета по полутвердым технологиям, поочередным председателем Рабочего комитета по полутвердым веществам Китайская литейная ассоциация и основатель компании Shenzhen Nan Keqiang Zheng Light Alloy Technology Co., Ltd. За последние 10 лет она последовательно осуществляла национальную научную и технологическую поддержку, международное сотрудничество, ключевые планы исследований и разработок, а также провинциальные и муниципальные вертикальные научно-исследовательские проекты и горизонтальные проекты сотрудничества предприятий с общим объемом инвестиций более 100 миллионов юаней. Его неоднократно приглашали читать специальные лекции на известных международных научных конференциях, он опубликовал более 180 статей, отредактировал и опубликовал 2 монографии, а также подал заявки на более 60 патентов.
об авторе
[Лу Хунсин]
Лу Хунсин окончил Пекинский университет аэронавтики и космонавтики в 2012 году по специальности «Материаловедение и инженерия» и получил степень бакалавра инженерных наук. В 2017 году он окончил Пекинский общий институт исследований цветных металлов по специальности «Материаловедение и инженерия» и получил степень доктора технических наук. В настоящее время он является доцентом-исследователем Южного университета науки и технологий, генеральным директором компании Shenzhen Nankeqiangzheng Light Alloy Technology Co., Ltd. и заместителем генерального секретаря Рабочего комитета полутвердых материалов Китайской ассоциации литейщиков. Основные направления исследований включают в себя высокоэффективные материалы из алюминиевых сплавов для транспорта и связи, технологию формования полутвердых сплавов и литья под давлением, интеллектуальные производственные системы формования полутвердых сплавов и т. д., уделяя особое внимание прикладным фундаментальным исследованиям и общим вопросам инженерных технологий. . В качестве руководителя проекта или руководителя предмета он реализовал 7 провинциальных и муниципальных вертикальных проектов и проектов горизонтального сотрудничества предприятий, опубликовал более 20 статей, подал заявки на более 10 патентов и участвовал в разработке 1 национального стандарта.
[Изображение и текстовый контент]
Таблица 1. Технология реологической варки целлюлозы с высоким содержанием твердых фракций
Существует более 30 известных технологий реологической варки целлюлозы, но лишь некоторые из них можно использовать для приготовления суспензий с высоким содержанием твердых фракций. Эти технологии и используемые материалы из алюминиевых сплавов показаны в Таблице 1. Среди них промышленное применение получили устройство для уравновешивания вихревой энтальпии (SEED) и новое реолитье (NRC).
Рисунок 1. Изменение доли твердой фазы различных алюминиевых сплавов с температурой
Рисунок 2. Микроструктура полутвердых суспензий алюминиевых сплавов 7108, 6063 и 7050 с высоким содержанием твердых частиц, приготовленных улучшенным методом SEED.
Рисунок 3. Сравнение результатов моделирования процесса роста микроструктуры с реальной затвердевшей структурой.
В настоящее время материалы из алюминиевых сплавов, используемые для промышленного применения при литье под давлением с высокой реологией твердой фазы, представляют собой в основном доэвтектические сплавы Al-Si. Обычно используемые материалы включают алюминиевые сплавы A356, A357 и A319s. Механические свойства некоторых литых под давлением алюминиевых сплавов с высокой реологией твердой фазы показаны в Таблице 2. Видно, что все еще существует определенный разрыв между механическими свойствами литого под давлением алюминиевого сплава и ковочного алюминиевого сплава 7075. Чтобы удовлетворить конкретные потребности большего числа сценариев применения, в стране и за рубежом проводятся исследования и разработки высокоэффективных материалов из алюминиевых сплавов для реологического литья под давлением.
Таблица 2. Механические свойства некоторых литых под давлением алюминиевых сплавов с высокой реологией твердой фазы
Рисунок 4. Применимый метод идентификации сплавов, формуемых потоком.
Таблица 3. Свойства некоторых высокопроизводительных алюминиевых сплавов, используемых при реологическом литье под давлением SEED
Рисунок 5. Результаты моделирования и экспериментальные результаты, полученные при тестировании подобранной степенной модели с использованием SSR, SRS и SSS.
Рисунок 6. Сравнение моделирования многофазного потока, моделирования распределения твердой фазы и результатов испытаний.
Рисунок 7. Некоторые изделия из алюминиевых сплавов, литых под давлением с высокой реологией твердой фазы.
【Заключение анализа】
Технология литья под давлением с высокой реологией твердой фазы постоянно разрабатывалась и совершенствовалась, был достигнут прогресс в приготовлении суспензий, материалах, моделировании, контроле дефектов и т. д., а также в промышленном производстве автомобилей, машиностроения, связи и других областях. Однако с развитием общества и развитием науки и техники начала проявляться тенденция крупномасштабного литья. Крупногабаритные детали корпуса оборудования связи и сверхбольшие конструктивные детали кузова автомобиля появляются одна за другой, что создает новые проблемы при литье под давлением с высокой реологией твердой фазы. . Технология литья под давлением с высокой реологией твердой фазы используется при производстве сверхкрупных отливок, и существует два технических пути на выбор. Во-первых, необходимо решить несколько ключевых вопросов интегрированного производства: ① Высокоэффективная технология приготовления суспензии (масса одной суспензии ≥ 40 кг); ② Новые материалы из алюминиевых сплавов с высокой текучестью и отличными комплексными свойствами; ③ Процесс формования крупных отливок. Точная и быстрая технология моделирования. Во-вторых, исследование технологии сварки литых под давлением деталей с высокой реологией твердой фазы. Сначала высококачественные отливки небольших размеров производятся методом литья под давлением с высокой реологией твердой фазы, а затем сварка используется для соединения мелких деталей для создания негабаритных деталей. Среди них второй технический путь легче реализовать в краткосрочной перспективе, и по сравнению с технологией интегрированного литья под давлением в сверхвысоком вакууме он имеет преимущества, заключающиеся в меньшей технической сложности и небольших инвестициях в оборудование. В ближайшие несколько лет это обязательно вызовет волну технологических исследований, разработок и применений. Поднимите технологию реологического литья под давлением с высоким содержанием твердых частиц и полутвердых материалов на новый этап развития.
[Цитата из литературы]
Лу Хунсин, Ху Сяоган, Чжу Цян. Прогресс исследований в области технологии формования литья под давлением алюминиевых сплавов с высокой реологией твердой фазы [J]. Специальное литье и цветные сплавы, 2023, 43(6): 741-746.
В Китае созданы высококачественные станки с точностью 4 мкм, повторяемостью позиционирования 2 мкм и ускорением движения 2G!
Корпус автомобильного двигателя, ручная пластина, прецизионное производство с ЧПУ
Связанная статья
Быстрый отбор проб — это самый быстрый способ выиграть бизнес в сфере механической обработки и производства пластиковых форм. Клиентам нужен работающий образец в течение нескольких дней, и 3D-принтер доставляет его, но только тогда, когда вы знаете, как правильно печатать в 3D.
как печатать в 3d
Быстрый отбор проб — это самый быстрый способ выиграть бизнес в сфере механической обработки и производства пластиковых форм. Клиенты часто отправляют файл STL и ожидают рабочий образец через несколько дней.
как распечатать stl-файл
Быстрый отбор проб — это самый быстрый способ выиграть бизнес в сфере механической обработки и производства пластиковых форм. 3D-принтер быстро изготавливает образцы, а при правильном подходе один принтер может даже изготовить детали конструкции для другой машины.
как распечатать 3д принтер
