高頻振動(dòng)在鑄造中的應(yīng)用-安陽振動(dòng)器有限責(zé)任公司
2020-03-16 來自: 安陽振動(dòng)器有限責(zé)任公司 瀏覽次數(shù):1237
鑄造是中華民族的驕傲。五千年的文明史鑄造歷史就占了四千多年;我國春秋時(shí)期就開始了鑄鐵農(nóng)具,戰(zhàn)國時(shí)期就已經(jīng)有了精湛的鑄劍技術(shù)。僅此我國的鑄造技術(shù)比歐洲早1800多年。但振動(dòng)鑄造是起源于20世紀(jì)初,有規(guī)模的應(yīng)用開始于上世紀(jì)的70年代中晚期。最早期的工藝形式就是在通用鑄造行業(yè)里應(yīng)用的離心澆鑄;在高精鑄造領(lǐng)域就是超聲波振動(dòng)和電磁振動(dòng)冶煉鑄造。離心澆鑄是最早用于邊振邊澆的振動(dòng)鑄造形式;至于超聲波振動(dòng)和電磁振動(dòng)主要是應(yīng)用在熔煉中。這就是最早期的振動(dòng)技術(shù)在鑄造中的應(yīng)用。它們的終極目標(biāo)只有一個(gè):就是促進(jìn)還原,加速結(jié)晶,細(xì)化晶粒,同時(shí)具有十分有效的除氣、除雜、防縮松之功效。
一、高頻振動(dòng)鑄造的除渣、氣作用分析
1、高頻振動(dòng)鑄造在澆注中的應(yīng)用,有利于阻止液面上浮渣向結(jié)晶器壁方向聚集的作用。與金屬熔體比較,渣的密度小。只要液流供應(yīng)平穩(wěn),液穴表面的渣子不容易沉入熔體中去。漂浮在液穴上方的渣塊,若遇上液流供應(yīng)的不平穩(wěn)或者金屬液面發(fā)生了波動(dòng),就有機(jī)會(huì)向結(jié)晶器壁靠攏并在那里聚集,最終成為鑄錠或鑄件表面夾渣.另則,在沒有振動(dòng)狀況下的型腔壁與金屬界面處的壓力最小.如果有了振動(dòng),那狀況恰恰相反: 型腔壁與金屬界面處的壓力最大.腔壁在高頻振力的激蕩下,渣和氣泡都被反射匯聚到溶腔中間.如此,就大大的降低了氣渣的留存.
2、型腔或結(jié)晶器相對于鑄件或錠的運(yùn)動(dòng),由于金屬熔液快速充填型腔,液態(tài)表面與型腔壁間的速度差形成了明顯的摩擦引力,在沒有振動(dòng)狀態(tài)下,就形成了夾渣,如果有一個(gè)不間斷的振動(dòng)成在,就可使金屬液態(tài)表面的渣塊形成如下運(yùn)動(dòng);即將被凝殼從液面上“捕獲”的渣塊以一個(gè)切向力,使其扭轉(zhuǎn)。
如前所述,結(jié)晶器振動(dòng)時(shí)由于有負(fù)滑動(dòng),結(jié)晶器上振期間和下振期間相對于鑄錠的運(yùn)動(dòng)速度,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于不振動(dòng)時(shí)的鑄造速度,結(jié)晶器壁作用于渣塊的這一切向力亦大,并且上振動(dòng)和下振動(dòng)時(shí)瘡塊扭轉(zhuǎn)的方向相反。渣塊的反復(fù)扭轉(zhuǎn),不僅有可能使大的渣塊破碎,而且有可能使即將被凝殼“捕獲”的渣塊重新獲得“自由”,而轉(zhuǎn)向液穴中心方向浮動(dòng)。振動(dòng)鑄造使鑄錠表面夾渣大大減少,就是基于這個(gè)道理。顯然,振幅越大,振動(dòng)頻率越高,上述驅(qū)渣作用越加有效。
當(dāng)然,避免鑄錠夾渣并非只要采用振動(dòng)鑄造單一措施就會(huì)完全有保證,任何情況,減少熔體造渣和注意對液穴中熔體的保護(hù),都是非常重要的。
非振動(dòng)鑄造方式中,鑄錠通過結(jié)晶器時(shí)是均勻速度狀態(tài),凝殼與結(jié)晶器壁之間隙相對固定在一個(gè)位置上。振動(dòng)鑄造方式中,向下振動(dòng)時(shí)振動(dòng)與結(jié)晶器幾乎以相同的速度(或接近相同速度)一起下降,鑄錠與結(jié)晶器之間的熱交換基本是在靜態(tài)下進(jìn)行,凝殼幾乎受到結(jié)晶器的連續(xù)冷卻。非振動(dòng)鑄造方式中,鑄錠一直處于滑動(dòng)的狀態(tài),鑄錠與結(jié)晶器(工件與型腔)之間的熱交換一直是在動(dòng)態(tài)下進(jìn)行。向上振動(dòng)時(shí)源于金屬熔體靜壓力的沖擊,使得剛剛形成的一薄層凝殼被擠壓著向外膨脹靠攏結(jié)晶器壁,延遲了收縮間隙生成時(shí)間。
振動(dòng)鑄造時(shí),由于強(qiáng)化了一次冷卻,鑄錠凝殼增長速度穩(wěn)定,凝殼強(qiáng)度提高,對防止拉裂和反偏析的產(chǎn)生也必然有利。我們明確了這樣一個(gè)原理,也就明白了振動(dòng)除渣氣的必然性。