鎂合金陶瓷型精密鑄造工藝及組織性能研究.pdf

1、本文采用SiO2陶瓷型，利用重力鑄造和低壓鑄造方法制造了中、小型的鎂合金模具。研究了不同工藝下陶瓷型的強(qiáng)度和表面質(zhì)量；研究了澆注溫度及壓力對(duì)于鎂合金成形性的影響規(guī)律；分析了陶瓷型精密鑄造鎂合金的微觀組織及室溫力學(xué)性能；分析了界面反應(yīng)及其產(chǎn)物；通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算得出了鎂合金與SiO2的反應(yīng)起始溫度。主要成果如下：（一）開(kāi)發(fā)的鎂合金陶瓷型鑄造的工藝為：母模處理—涂刷硅橡膠—抽真空—灌石膏—硅橡膠/石膏模起?！渌庖骸涮沾蓾{料—灌漿—起?！?/p>

2、噴燒—焙燒—制作砂型—合金冶煉—澆注—開(kāi)箱—檢驗(yàn)。（二）研究成果表明：耐火材料的粒度、粉液比、起模時(shí)間等因素都會(huì)影響陶瓷型的強(qiáng)度及表面質(zhì)量。通過(guò)正交試驗(yàn)得出：耐火材料的最佳配比為：40-50目：30％，100-140目：10％，270-320目：60％；最佳的粉液比為：3.2：1。而起模時(shí)間根據(jù)制件的大小而定：小件的為5分鐘左右，而大型的為20分鐘左右。為了防止SiO2在870℃發(fā)生相變而引起較大的裂紋，因此焙燒溫度定位850℃，溫升

3、速度為3℃/min，保溫一小時(shí)，以消除其中有機(jī)物，防止其與鎂合金的反應(yīng)。（三）對(duì)于較小鑄件采用陶瓷型鑄造時(shí)，宜采用重力鑄造頂注式澆注系統(tǒng)；而對(duì)于中大型鑄件，重力鑄造成形困難，會(huì)產(chǎn)生缺肉、冷隔等缺陷，則宜采用低壓鑄造，壓力為0.07Mpa。鎂合金陶瓷型精密鑄造能獲得高的尺寸精度和表面光潔度：重力和低壓鑄件尺寸表面可分別達(dá)到1.89和1.94 。（四）陶瓷型鑄造NZK30合金（Mg-3Nd-0.3Zn-0.5Zr），鑄件組織的平均晶粒尺

4、寸：62-66，平均抗拉強(qiáng)度155MPa左右。力學(xué)性能主要由其晶粒尺寸決定，晶粒尺寸主要由冷卻速度決定。陶瓷型鑄造冷卻速度緩慢，因此晶粒較為粗大，力學(xué)性能較低，重力澆注和低壓澆注差別不大；金相組織由 -Mg基體以及Mg12Nd相組成；斷裂方式為脆性的解理斷裂。（五）在無(wú)保護(hù)措施的情況下，鎂會(huì)和SiO2在700℃左右發(fā)生反應(yīng)生成Mg2Si和MgO，其反應(yīng)方程式為：。改進(jìn)措施有：降低澆注溫度到730℃左右，從熱力學(xué)上減緩反應(yīng)進(jìn)行；在砂型中