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      浸漬應用技術制造鋁合金復合材料!

      文章出處:山東恒信官網   責任編輯:網絡部   發布時間:2015-10-26 16:15:00    點擊數:-   【

      在汽車行業中應用鑄造鋁合金的零部件很多,諸如發動機缸體、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。對此類鋁合金鑄件來說,如果產生油水泄漏,會嚴重影響整車的性能。為此采用浸漬技術對其進行處理是有效的,且能節省資源、節省能源,同時也有利于環境保護。

      眾所周知,金屬材料零部件在鑄造過程中,會因其凝固收縮而產生收縮孔,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,研究開發浸漬技術的目的就在于此。

      目前,據有關資料記錄,浸漬技術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。而處于真空或減壓狀態下,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,可以通過升壓泵有效地產生高液壓,進而在真空加壓下,通過加熱被浸漬物,增加浸漬液流動性,這樣就可以在溫度分布均勻的情況下進行的浸漬處理。

      加壓浸漬法有許多優點,但進行加壓一真空一高溫處理時,技術上也有一定的難度,同時關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題。如前工序1(加熱+加壓處理)中,在加熱的同時進行加壓,槽內的氣體分子數會增加,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。通過真空處理后,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生充分的滲透效果。同時,由于加壓也可抑制浸漬時產生氣泡。通過加工工序(冷卻+排氣處理)將被浸漬物提起進行冷卻,使浸漬液硬化。隨后,減壓使被浸漬物回到大氣中,而此時,被硬化的浸漬液中氣泡也會膨脹。

      為了使浸漬技術應用于汽車發動機活塞的制造中,在浸漬過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行改進。同時,還開發了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

      作為汽車發動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。原來此類零部件是用高壓鑄造法和粉末冶金法生產的。但是,這兩種方法難以生產大型且形狀復雜的零部件。為了避免這些缺點,我們采用了金屬纖維作強化材料的金屬復合材料,并用低壓浸漬法來生產大型且形狀復雜的金屬復合材料零部件。通過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性差的情況下獲得無孔隙的復合材料。

      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社生產的鐵鉻硅(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,同時它是由熔液萃取法生產的微細晶粒,因而具有較高的強度特性。具體來說,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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