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电磁凝固

电磁搅拌铸造系统

 
(1)工作原理OPERATIONAL PRINCIPLE
 
    电磁搅拌铸造的原理是利用电流产生强大的变化磁场,穿透多层介质的阻隔,使连铸坯内部的金属熔液产生流动,通过对流动状态的控制达到改善铸坯内部组织、成分分布、熔液纯净度和表面质量等目的。由于电磁场的作用具有非接触、分布均匀等特点,特别适用于高温等特殊场合。生产实践表明,电磁搅拌在改善柱状晶、搭桥、针孔,增加等轴晶区,减少成分偏析,减轻或消除中心疏松和中心缩孔等方面的效果非常明显。
 组成

 

(2)工艺原理Process principle:

    在普通铸造过程中,初晶以枝晶方式长大,当固相率达到0.2左右时,枝晶就形成连续网络骨架,失去宏观流动性。如果在液态金属从液相到固相冷却过程中进行强烈搅拌,则使普通铸造成形时易于形成的树枝晶网络骨架被打碎而保留分散的颗粒状组织形态,悬浮于剩余液相中。这种颗粒状非枝晶的显微组织,在固相率达0.5-0.6时仍具有一定的流变性,从而可利用常规的成形工艺如压铸、挤压,模锻等实现金属的成形。

(3)产品优势Product advantages
 
1、 铸件质量高。因晶粒细化、组织分布均匀、体收缩减少、热裂倾向下降,基体上消除了缩松倾向,力学性能大幅度提高。
2、 凝固收缩小并速度加快,既可提高生产率,缩短工艺周期;又可使成型体尺寸精度提高,加工余量小,近净成形。
3、 成形合金范围广。非铁合金有铝、镁、锌、锡、铜、镍基合金;铁基合金有不锈钢、低合金钢等。
4、 制造金属基复合材料。利用半固态金属的高粘度,使密度差大、固溶度小的金属制成合金,也可有效地使不同材料混合,制成新的复合材料。
5、 成型温度低(如铝合金可降低120℃以上),可节省能源。
6、 模具寿命延长。固较低温度的半固态浆料成形时的剪切应力,比传统的枝晶浆料小三个数量级,故充型平稳、热负荷小,热疲劳强度下降。
7、 减少污染和不安全因素。因作业时摆脱了高温液态金属环境。
8、 变形阻力小,采用较小的力就可实现均质加工,对难加工材料的成形容易。
9、 适于采用计算机辅助设计和制造,提高了生产的自动化程度。

力学性能

1、挤压棒材力学性能显著提高,特别是延伸率增加近45%。
2、较普通铸锭成份偏析明显减轻。
3、组织均匀细小,第二相固溶更充分,均匀化时间缩短,硬度提高。
4、变形协调均匀,变形抗力降低且均匀。

 
 
(4)产品的应用及发展APPLICATION AND DEVELOPMENT OF PRODUCT
   
    电磁搅拌铸造突破了高合金化、大体积金属溶体均匀凝固的技术难题,实现了高强铝合金细晶均质铸造,晶粒明显细化均匀化,协调变形能力和力学性能显著提升:
   1、显著改善高合金铸锭成份均匀性,晶粒尺寸显著细化。
   2、改善后续产品的加工性能,提高材料利用率,显著减低生产成本。
   3、明显增加中心等轴晶率、基本消除中间裂纹,对铸坯激冷层细小等轴晶带有明显效果。
   4、其生产产品性能可同时满足航空航天、国防军工领域高性能和轻量化设计要求。

 

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