Tecnologia de preparació de compost de matriu metàl·lica reforçada amb partícules per mètode de colada

Hora de publicació: 06 / 18 2021 Autor: Editor del lloc Visita: 11351

Els compostos de matriu metàl·lica són materials multifàsics amb una segona fase especial dispersa en una matriu metàl·lica o d'aliatge. La segona fase amb propietats físiques i mecàniques especials millora considerablement la resistència, duresa, resistència al desgast, resistència a la calor i altres propietats del material. Per tant, aquesta segona fase també s’anomena fase de reforç. La fase de reforç es divideix generalment en fase de reforç de partícules i fase de reforç de fibra (bigotis). Per raons com el preu del reforç i la tecnologia del compost, la majoria dels materials compostos fabricats pel mètode de fosa estan reforçats amb partícules.

En els darrers anys, el mètode de preparació de materials compostos reforçats amb partícules ha millorat contínuament en el mètode físic d’afegir el reforç i s’ha desenvolupat la síntesi de reaccions in situ del mètode de reforç.

Independentment del tipus de mètode compost de fosa que s’utilitzi, per preparar amb èxit productes compostos amb un rendiment excel·lent i una qualitat estable, cal resoldre tècnicament els problemes següents:

① Seleccioneu la matriu i el reforç adequats en funció dels diferents requisits del material,
②Millorar la humectabilitat de la matriu que es fon al reforç,
③ controlar la distribució raonable del reforç a la matriu,
Resolver el problema del procés de formació de fosa causat per l’efecte de les partícules de reforç sobre la viscositat de la matriu fosa.

Aquest article resumeix els problemes esmentats anteriorment sobre la tecnologia de preparació de fosa de material compost de matriu metàl·lica reforçada amb partícules, per tal de promoure la producció de material compost compost per reforç de partícules.

Selecció del reforç: el rendiment de la matriu, el reforç i la bona combinació del reforç i la matriu determinen el rendiment del material compost, de manera que el reforç s’ha de seleccionar raonablement segons el tipus de substrat i els requisits de rendiment del material compost. . En seleccionar un reforç, s’ha de tenir en compte el mòdul elàstic, la resistència a la tracció, la duresa, l’estabilitat tèrmica, la densitat, el punt de fusió, el preu i altres factors del reforç. Al mateix temps, s’hauria de fer coincidir el coeficient d’expansió lineal i la reactivitat química entre el reforç i la matriu. Reclamació. La matriu amb l’alumini com a component principal, els reforços més utilitzats són el grafit, Al2O3, SiC, TiC, Al3Ti, TiB, Al3Zr, etc. La recerca sobre els materials compostos amb acer com la matriu no és tan madura com l’alumini compostos de matriu i els reforços més utilitzats són més madurs. Menys, principalment WC, VC, TiC, TiN, Al2O3, SiC, etc. Després de seleccionar el tipus de reforç, també s’ha de determinar la mida del reforç i la seva fracció de volum a la matriu mitjançant experiments.
Mètodes per millorar la humectabilitat del reforç / matriu: millorar la humectabilitat del reforç mitjançant la fusió de la matriu, ajudar a reduir l’aglomeració del reforç, ajudar a millorar la força d’unió de la interfície matriu / reforç i millorar el material compost general. paraules, també contribueix a la distribució uniforme del reforç a la matriu. Normalment s’utilitzen les mesures següents per millorar la humectabilitat de la matriu fosa fins al reforç.
Tractament de recobriment de superfícies de reforç: el recobriment d’un determinat metall o compost a la superfície de reforç mitjançant mètodes com el revestiment sense electrolític o la deposició de vapor pot millorar eficaçment la humectabilitat de la matriu fosa al cos de reforç. Els estudis han demostrat que el recobriment de coure a la superfície de grafit i la deposició de vapor de TiN a la superfície de partícules d’Al2O3 han millorat efectivament la humectabilitat de la matriu a les partícules de reforç.
Tensioactius addicionals: segons els informes, afegir blocs de magnesi mentre s’afegeix grafit o pols de sílice al fos d’alumini pot millorar la humectabilitat del líquid d’alumini al reforç. La investigació dels darrers anys també ha demostrat que, a més de Mg, Ca, RE, els elements de metall alcalí i els elements del grup VI i del grup VIa tenen l’efecte de millorar la humectabilitat de l’alumini fos en reforços com Al2O3 i SiC.
Tractament tèrmic del reforç: El tractament tèrmic per eliminar l’oli i l’aigua de la superfície de les partícules de reforç pot augmentar l’energia superficial del reforç i augmentar la humectabilitat de la fosa fins al reforç. Algú ha preparat materials compostos de grafit / alumini mitjançant pols de grafit tractat tèrmicament sense recobriment de coure. El mètode de tractament de calefacció és: escalfar la pols de grafit a uns 600 ° C durant 8 hores per activar la superfície, després refredar-se i tornar a escalfar a 200 ° C abans d’afegir el líquid d’alumini per eliminar la humitat. Algunes persones també van utilitzar el mètode d'escalfament del reforç per millorar la humectabilitat del reforç i la matriu per produir materials compostos.
Tractament per ultrasons d’alta energia de la fosa: algú va preparar material compost SiC / ZA27 amb tractament per ultrasons d’alta energia de la fosa. L’estudi considera que l’efecte de cavitació produït per l’ecografia d’alta energia en propagar-se per la fosa neteja la superfície de les partícules reforçades, augmenta la tensió superficial de les partícules i, al mateix temps, redueix la tensió superficial de la fosa i millora significativament la relació entre les partícules de SiC i la fosa ZA27. Humectabilitat.
Síntesi de reaccions in situ de reforç: l’aplicació de la tecnologia de síntesi de reaccions in situ per preparar un aliatge mestre que conté partícules de reforç i, després, afegir aquest aliatge mestre a la matriu fosa per preparar la tecnologia de materials compostos s’ha convertit en un punt calent en la investigació de materials compostos en els darrers anys. El mètode de síntesi de reaccions in situ sol afegir alguns metalls purs, aliatges, compostos o substàncies salines a l'aliatge principal, i el reforç s'obté mitjançant reaccions químiques entre els additius o entre els additius i els components de l'aliatge principal. Com que el reforç es genera per reacció in situ, la superfície és neta i lliure de contaminació, i l’estabilitat tèrmica és bona, cosa que resol bé el problema de la humectabilitat del reforç per part de la matriu fosa, i el reforç i la matriu són molt ferm combinat amb un millor efecte de reforç. Alguns científics van barrejar pols d'Al, Ti i C en una proporció determinada i després els van pressionar en petits trossos. Les peces petites van ser sinteritzades al buit en un forn de difusió a alta temperatura per obtenir un aliatge mestre TiC / Al, i el compost TiC / 2618 es va preparar a partir de l’aliatge mestre. material. Altres també han preparat amb èxit materials compostos amb distribució uniforme de partícules reforçades i excel·lents propietats mitjançant síntesi de reaccions in situ.
Tecnologia de control de distribució de reforços: controlar la distribució de reforços a la matriu i donar un joc complet a l’enfortiment efectiu de la matriu és la garantia fonamental per preparar productes compostos que compleixin certs requisits de rendiment.
El mètode de control de la distribució no uniforme dels reforços: per a materials resistents al desgast / reductors del desgast, la superfície de treball ha de tenir un alt rendiment antidesgast, mentre que les parts restants tenen millors propietats mecàniques integrals per garantir que la superfície de treball es dóna suport eficaçment.

Per tant, aquests productes que s’han de reforçar localment requereixen que el reforç es distribueixi en una gamma determinada prop de la superfície de treball del producte. Hi ha diversos mètodes d'ús comú:

Mètode de pre-reforç: el mètode de pre-reforç és un dels mètodes principals per preparar materials compostos reforçats a la superfície mitjançant el mètode additiu. És una aplicació de la tecnologia de modificació de superfície del mètode d'infiltració fosa en la preparació de materials compostos. Apte principalment per a la preparació de productes compostos resistents al desgast. El mètode específic és: col·locar prèviament el reforç en forma de bloc de pintura o pasta a la part on cal reforçar el producte i, a continuació, abocar-lo al líquid d'aliatge de la matriu. El líquid d'aliatge de la matriu penetra a la bretxa del cos de reforç per l'efecte sifó capil·lar i la pressió del líquid d'aliatge, i es solidifica A continuació, es forma un producte compost reforçat superficialment en el qual el cos de reforç i la matriu es combinen estretament. Els científics han fet una investigació en profunditat sobre aquesta tecnologia i creuen que la clau de la tecnologia de compostos superficials pre-reforçats rau en: size mida adequada de les partícules de reforç i bona humectabilitat del reforç per part de la matriu fosa; Selection selecció i recobriment d’aglutinants, procés de preparació i raspallat de pasta, control control de la temperatura d’abocament i procés d’abocament; el mètode de reforç predefinit té les característiques d'un procés senzill, un cost baix i un efecte excel·lent. És una tecnologia composta de superfície que s'ha aplicat amb èxit en l'actualitat i té una àmplia perspectiva d'aplicacions.
Mètode de control centrífug: basat en la diferència en la gravetat específica del reforç i la matriu fosa, el mètode de fer el reforç en una distribució de segregació de gradient al llarg de la direcció radial amb l'ajut de la força centrífuga s'anomena mètode de control centrífug. Una important direcció de desenvolupament de materials compostos degradats. Algú va utilitzar un mètode de control centrífug per preparar un material compost grafit / alumini amb una distribució gradient del grafit. Els aliatges de fosa centrífuga de científics van obtenir el tub de fosa compost de gradient autogenerador en què la fase primària de Fe es distribueix al llarg del gradient radial. El material compost de gradient autogenerat d’aliatge Al-Fe de fosa centrífuga metàl·lica recoberta de sorra va assenyalar: sA mesura que augmenta el nombre de reforços, el gradient de distribució dels reforços en direcció radial disminueix gradualment i el rang de distribució en direcció radial s’expandeix gradualment ; En el rang de 0 ～ 2000r / min, amb l'augment de la velocitat de rotació, el gradient de distribució del reforç al llarg de la direcció radial augmenta gradualment, mentre que el rang de distribució en la direcció radial disminueix gradualment.
Mètode de control d'agitació electromagnètica: els científics van aplicar una forta agitació electromagnètica de CA a l'aliatge (Mg2Si) 20Al80 fos durant el procés de solidificació per preparar un material compost degradat enriquit en Mg2Si a la superfície exterior. Segons l'anàlisi, quan es realitza l'agitació electromagnètica, el metall fos serà sotmès a una força electromagnètica dirigida a l'eix en el camp magnètic altern. A causa de la baixa conductivitat del reforç (naixent Mg2Si), bàsicament no es veu afectat per la força electromagnètica dirigida cap a l’eix, mentre que la força electromagnètica que s’exerceix sobre la fosa és relativament gran, donant lloc a un camp de força desequilibrat al voltant del reforç, i El reforç està subjecte a que la força d’expressió que exerceix la fosa metàl·lica allunyada del centre de l’eix es mou cap a l’exterior en la direcció radial, obtenint així un material compost degradat amb una superfície exterior enriquida i reforçada. L’estudi va assenyalar que, com més gran sigui el voltatge del corrent altern trifàsic aplicat per l’agitador electromagnètic, major serà la força de tall entre la interfície líquid / sòlid i la fosa i serà més fàcil empènyer les partícules primàries de Mg2Si a la superfície exterior de l’exemplar i a la capa de segregació Com més gruixuda.
Mètode de control per a la distribució uniforme del reforç: per al material compost compost generalment, la distribució uniforme del reforç a la matriu és molt important. L’enfortiment de l’agitació de la massa fos és el mitjà fonamental per assolir l’objectiu d’homogeneïtzar el reforç. Aquí hi ha diversos mètodes de barreja efectius:
Agitació mecànica: l'agitació mecànica és el mètode més tradicional d'agitar la massa fosa. A causa de la limitació del material de les fulles de l'agitador, hi ha pocs exemples del mètode d'agitació mecànica utilitzat en aliatges d'acer. Presteu atenció a l’agitació mecànica de la massa fosa: choose Trieu raonablement el material i la forma de la fulla de l’agitador: la fulla de l’agitador està directament en contacte amb la massa fosa, cosa que pot causar fàcilment la contaminació de l’aliatge. Per als aliatges no fèrrics, s’han d’utilitzar fulles no ferroses o s’han de recobrir fulles d’acer amb un recobriment extern (com ara una capa d’argila blanca). I la direcció de rotació de la fulla s’ha de seleccionar segons la densitat de partícules del reforç. MixingBona mescla: s’ha de controlar adequadament la profunditat d’immersió de les pales de l’agitador per produir un vòrtex estable. La sacsejada de la vareta d'agitació o de les fulles d'agitador incorrectes augmentarà la probabilitat que el reforç sigui repel·lit per la fosa, deteriorant així la distribució del reforç a la matriu. ③ Temps de mescla: després d’afegir el reforç, el temps d’agitació ha de ser el més llarg possible i el temps d’espera per abocar després de l’agitació ha de ser el més curt possible. Hi ha una patent dels EUA per a "un dispositiu per barrejar partícules sòlides en un líquid", que estableix que el material compost produït per aquest dispositiu "supera els defectes comuns dels materials compostos reforçats amb partícules i té un temps de barreja curt, una alta productivitat i baix cost."
Agitació de gas: barrejar la massa fosa amb una gran quantitat de gas generada pel flux de gas extern o la reacció de fosa també pot aconseguir la finalitat de distribuir uniformement el reforç en la massa fosa. Els científics van utilitzar una gran quantitat de gas generat per la reacció in situ per agitar la fosa i van preparar compostos Al3Zr (p). Al2O3 (p) / A356 i (TiB2 + TiAl3) / AlSi6Cu4 amb reforços distribuïts uniformement.
Tractament per ultrasons d’alta energia: els científics afegeixen partícules de SiC a la superfície de la fosa d’aliatge ZA27 a 600 ° C i tracten la fosa amb ultrasons d’alta energia durant 60-90 anys per obtenir una suspensió de partícules foses i la distribució global de les partícules (com -cast) s’obté. Material compost SiCp / ZA27 uniforme. L’estudi creu que l’atenuació d’amplitud finita dels ultrasons d’alta energia a la fosa provoca que un cert gradient de pressió sonora a la fosa formi un raig de fluid, que surt directament de la cara final de la banya d’ultrasons i es forma en tota la fosa. Amb la circulació (és a dir, efecte de corrent acústic), la velocitat del corrent acústic pot arribar de 10 a 103 vegades la velocitat de convecció de la fosa. Tot i que el flux sonor elimina les impureses de la superfície de les partícules de reforç, també envia les partícules a la part profunda de la massa fosa i les dispersa uniformement.
Característiques de rendiment de la massa fosa composta i processos de formació de punts clau: La diferència més gran entre la massa fosa composta i la massa fosa ordinària és la introducció de partícules sòlides de reforç. A causa de la introducció de partícules sòlides, la viscositat de la massa fosa composta augmentarà sobtadament i significativament amb les traces de TiC i TiB2, provocant un canvi sobtat de la viscositat de la massa fosa d'alumini. Els científics van assenyalar la teoria de la formació de fosa. La viscositat del metall líquid té un efecte significatiu sobre les característiques de flux del metall del motlle, l’ompliment del motlle, la flotació del gas del metall líquid i l’alimentació del metall.

Per obtenir un producte sòlid, el procés de formació d’un material compost fos amb un augment sobtat de viscositat ha de fer front als dos problemes següents:

①Millorar la fluïdesa de la fosa i augmentar la seva capacitat d’ompliment;
②Eviteu que la fosa inhala gas i enforteix l’eliminació de gas a la fosa.

Manchang Gui i altres van desenvolupar un procés d’abocament de pressió diferencial al buit que consisteix en una pantalla de filtre i un canaló. La massa fosa composta s’omple directament al motlle després de passar pel filtre. Després d’omplir el metall fos, el tub sempre té un efecte de pressió i finalment es solidifica, de manera que pot alimentar la fosa. Les característiques d’aquest procés de fosa es manifesten específicament en:

EliminateEliminar essencialment la font de gas i eliminar bàsicament els defectes de porus generats en el procés d’abocament;
②Simplifiqueu el sistema d’abocament, el pes del sistema d’abocament i el pes de la fosa es redueixen de l’abocament lliure sense buit (5-10): 1 (0.5 ～ 1.5): 1;
③ Superant les deficiències d’una fluïdesa deficient de la massa fosa composta, pot emetre peces complexes de fosa composta de paret fina.

Outlook

El mètode de colada és un dels mètodes més prometedors per preparar materials compostos. La investigació futura s'hauria de centrar en els aspectes següents:

① Per a la matriu de metalls ferrosos, seleccioneu reforços en funció dels requisits de rendiment dels materials compostos;
② Desenvolupar mètodes de preparació que siguin més fàcils de realitzar i aplicar a la producció industrial;
③ Reduir significativament els costos de material i fabricació dels productes compostos;
④ Investigar la recuperació de materials compostos Tecnologia de reutilització.

Per tant, es creu que el mètode de colada farà molt en la producció de productes compostos resistents al desgast i a la calor.　　

El material compost de matriu metàl·lica és un material multifàsic amb una segona fase especial dispersa en una matriu metàl·lica o d'aliatge. La segona fase amb propietats físiques i mecàniques especials millora considerablement la resistència, duresa, resistència al desgast, resistència a la calor i altres propietats del material. Per tant, aquesta segona fase també s’anomena fase de reforç. La fase de reforç es divideix generalment en fase de reforç de partícules i fase de reforç de fibra (bigotis). Per raons com el preu del reforç i la tecnologia del compost, la majoria dels materials compostos fabricats pel mètode de fosa estan reforçats amb partícules.

Conserveu la font i l'adreça d'aquest article per tornar a imprimir-les: Tecnologia de preparació de compost de matriu metàl·lica reforçada amb partícules per mètode de colada

Minghe Empresa de fosa a pressió es dediquen a la fabricació i proporcionen peces de fosa de qualitat i alt rendiment (la gamma de peces de fosa a pressió metàl·lica inclou principalment Fosa a pressió de paret prima,Fundició a càmera calenta,Fosa a pressió a càmera freda), Servei rodó (Servei de fosa a pressió,Mecanitzat en cnc,Fabricació de motllesQualsevol requisit personalitzat de fosa a pressió d’alumini, fosa a pressió de magnesi o de Zamak / zinc i altres foses es pot posar en contacte amb nosaltres.

ISO90012015 I ITAF 16949 CASTING COMPANY SHOP

Sota el control d’ISO9001 i TS 16949, tots els processos es duen a terme a través de centenars de màquines avançades de fosa a pressió, màquines de 5 eixos i altres instal·lacions, que van des de les bombes a les rentadores Ultra Sonic. equip d’enginyers, operadors i inspectors experimentats per fer realitat el disseny del client.

POTÈNCIA FUNDICIÓ D'ALUMINI AMB ISO90012015

Fabricant contractual de peces de fosa a pressió. Les capacitats inclouen peces de fosa a pressió d’alumini de cambra freda des de 0.15 lliures. fins a 6 lliures, configuració de canvis ràpids i mecanitzat. Els serveis de valor afegit inclouen polit, vibració, desbarbat, granallat, pintura, revestiment, recobriment, muntatge i eines. Els materials treballats inclouen aliatges com 360, 380, 383 i 413.

PECES DE CASTING PERFECTES DE ZINC A LA XINA

Assistència al disseny de fosa a pressió de zinc / serveis d'enginyeria simultània Fabricant a mida de peces de fosa a pressió de zinc. Es poden fabricar peces de fosa en miniatura, peces de fosa a pressió a alta pressió, peces de motlle multi-lliscant, peces de motlle convencionals, peces de matrius unitats i peces de fosa independents i peces de fosa segellades a cavitat. Les peces de fosa es poden fabricar en longituds i amplades de fins a 24/0.0005 polzades +/- XNUMX polzades de tolerància.

Fabricant certificat ISO 9001 2015 de fabricació de motlles i magnesi fos a pressió

Fabricant certificat ISO 9001: 2015 de magnesi fos a pressió, les capacitats inclouen fosa a pressió de magnesi a alta pressió de fins a 200 tones de càmera calenta i 3000 tones de càmera freda, disseny d’eines, polit, emmotllament, mecanitzat, pintura en pols i líquid, QA complet amb capacitats CMM , muntatge, embalatge i lliurament.

Servei de fosa addicional de fosa de Minghe-fosa d’inversió, etc.

Certificat ITAF16949. Inclou un servei de càsting addicional càsting d'inversió,colada de sorra,Fundició Gravity, Colada d'escuma perduda,Fundició centrífuga,Fundició al buit,Fundició permanent de motllesLes capacitats inclouen EDI, assistència en enginyeria, modelatge sòlid i processament secundari.

Estudis de casos d’aplicació de peces de fosa

Indústries de fosa Estudis de casos de peces per a: Cotxes, Bicicletes, Avions, Instruments musicals, Embarcacions, Dispositius òptics, Sensors, Models, Dispositius electrònics, Tancaments, Rellotges, Maquinària, Motors, Mobles, Joieria, Plantilles, Telecom, Il·luminació, Dispositius mèdics, Dispositius fotogràfics, Robots, escultures, equip de so, equipament esportiu, eines, joguines i molt més.