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浸漬應用技術(shù)制造鋁合金復合材料!

文章出處:山東恒信官網(wǎng)   責任編輯:網(wǎng)絡(luò )部   發(fā)布時(shí)間:2015-10-26 16:15:00    點(diǎn)擊數:-   【

在汽車(chē)行業(yè)中應用鑄造鋁合金的零部件很多,諸如發(fā)動(dòng)機缸體、活塞、汽缸蓋,冷卻系統中的水泵、接頭,燃燒系統中的汽油泵、噴嘴、變速系統中的變速箱等等。對此類(lèi)鋁合金鑄件來(lái)說(shuō),如果產(chǎn)生油水泄漏,會(huì )嚴重影響整車(chē)的性能。為此采用浸漬技術(shù)對其進(jìn)行處理是有效的,且能節省資源、節省能源,同時(shí)也有利于環(huán)境保護。

眾所周知,金屬材料零部件在鑄造過(guò)程中,會(huì )因其凝固收縮而產(chǎn)生收縮孔,這就不可避免地由氫氣、氮氣等氣體引起氣孔缺陷。另外,不用鑄造法而用粉末冶金法制造的金屬燒結體和陶瓷燒結體,本身就是多孔體。為了提高它們的機械性能,就必須消除和減少其內部的孔隙缺陷。因此,研究開(kāi)發(fā)浸漬技術(shù)的目的就在于此。

目前,據有關(guān)資料記錄,浸漬技術(shù)主要有以下三種方法∶

內部加壓浸漬法;

浸漬前抽真空一加壓法;

浸漬后抽真空一加壓法。

被浸漬的物體內部若有孔隙,就必須用浸漬液將其中的空氣置換出來(lái)。而處于真空或減壓狀態(tài)下,浸漬液很容易置換其中的空氣。另一方面,即使在浸漬液與被浸漬物之間的濕潤性差、浸漬速度變快的情況下,可以通過(guò)升壓泵有效地產(chǎn)生高液壓,進(jìn)而在真空加壓下,通過(guò)加熱被浸漬物,增加浸漬液流動(dòng)性,這樣就可以在溫度分布均勻的情況下進(jìn)行的浸漬處理。

加壓浸漬法有許多優(yōu)點(diǎn),但進(jìn)行加壓一真空一高溫處理時(shí),技術(shù)上也有一定的難度,同時(shí)關(guān)于壓力容器的使用在法律上也有許多限制。圖1所示的高溫真空加壓浸漬裝置克服了上述問(wèn)題。如前工序1(加熱+加壓處理)中,在加熱的同時(shí)進(jìn)行加壓,槽內的氣體分子數會(huì )增加,使對流傳導效率提高,從而使浸漬液與被浸漬物的溫度分布均勻。在前工序2(真空處理)中,可以排除被浸漬物中的空氣、水分、有機氣體等不純物質(zhì)。通過(guò)真空處理后,提高了浸漬液的滲透性。

在浸漬工序(浸漬處理)中,例如用升降機械將被浸漬物放到浸漬液中,使浸漬液滲透到被浸漬物內部。而浸漬工序(加壓浸漬處理)可以使浸漬液滲透到被浸漬物內部,若使用高黏性的浸漬液,就連真空處理不充分也能產(chǎn)生充分的滲透效果。同時(shí),由于加壓也可抑制浸漬時(shí)產(chǎn)生氣泡。通過(guò)加工工序(冷卻+排氣處理)將被浸漬物提起進(jìn)行冷卻,使浸漬液硬化。隨后,減壓使被浸漬物回到大氣中,而此時(shí),被硬化的浸漬液中氣泡也會(huì )膨脹。

為了使浸漬技術(shù)應用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機活塞的制造中,在浸漬過(guò)程中盡量把壓力控制在一定范圍內,以避免使用高壓容器,并且對重力鑄造裝置進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí),還開(kāi)發(fā)了0.8兆帕以下的低壓浸漬法。

低溫浸漬法制造鋁合金復合材料

作為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機活塞等零部件用鋁合金復合材料,重量必須要輕,且要耐高溫。原來(lái)此類(lèi)零部件是用高壓鑄造法和粉末冶金法生產(chǎn)的。但是,這兩種方法難以生產(chǎn)大型且形狀復雜的零部件。為了避免這些缺點(diǎn),我們采用了金屬纖維作強化材料的金屬復合材料,并用低壓浸漬法來(lái)生產(chǎn)大型且形狀復雜的金屬復合材料零部件。通過(guò)試驗驗證了低壓浸漬法適用于制造鋁合金復合材料,且可在有凝固收縮缺陷和流動(dòng)性差的情況下獲得無(wú)孔隙的復合材料。

采用ASTM標準中的A3360(Al,13%Si,1.5%Ni,1.3%Cu,1.3%Mg)作為基體合金。選定日本彈簧株式會(huì )社生產(chǎn)的鐵鉻硅(Fe,20%Cr,5%Si)纖維作為強化材料,這種金屬纖維與鋁合金液的濕潤性好,同時(shí)它是由熔液萃取法生產(chǎn)的微細晶粒,因而具有較高的強度特性。具體來(lái)說(shuō),它在室溫及673K下,其抗拉強度分別達到950兆帕和650兆帕,其延伸率分別為15%和30%。

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