钳工平台铸件试验结果及讨论

钳工平台铸件试验结果及讨论

钳工平台铸件表面复合层组织结构不同涂料厚度条件下浇注得到的铸件表面复合层微观结构。通过在模样的表面涂刷合金化和陶瓷化两层涂料,等钳工平台铸件凝固后在表面分别形成合金层和陶瓷层的复合层。当涂料厚度不同时,得到的复合层形貌也有所区别。a是模样表面合金化、陶瓷化涂料厚度分别为0.2、1.5mm得到的复合层组织结构,在表面得到200Mm左右厚度的陶瓷层,在陶瓷层与基体之间形成合金化层。当涂料厚度发生变化时,铸件表面的陶瓷层厚度与合金化层中第2相体积分数随之也发生变化,如b.当合金化涂层较薄时,由于熔体潜热可以使涂料中的金属铝粉充分熔化,并且在高温状态下保持的时间较长,因此熔化的铝粉可以在基体中长距离的扩散,并且和熔融的基体发生反应生成第3相,在生成第2相数量一定的情况下,扩散越充分,第2相在表层基体上的分布就越疏松。当合金化涂料完全熔化后,热量就会传递给外层的陶瓷涂料,低温的玻璃粉达到熔点后熔化,然后和合金层形成结合界面。当合金化涂料增厚时,浇注温度不变,合金化涂料完全熔化需要较多的热量,因此熔化的铝粉在高温下停留时间缩短,并且金属铝粉的质量增加,生成第2相也随之增加,所以在合金化层中第2相的体积分数就明显提高。最后外层的低温玻璃粉在余热作用下熔化,最终在钳工平台铸件的表面形成一定厚度的陶瓷层。制备复合层时,根据不同的工艺参数,应适当的调整合金化、陶瓷化涂料的厚度,涂料太薄,生成的复合层不能给基体提供保护,太厚会导致涂料熔合不充分,生成的复合层质量较差。
钳工平台铸件表面复合层成分分析为了研究从表面陶瓷层、合金层至合金基体各元素的分布变化,对复合层进行线扫描分析,如所示。陶瓷层成分以PbO-ZnO-Na2O系低温玻璃粉为主,主要含有O、Na、Zn、Pb元素,在陶瓷层与合金层的结合界面处,氧元素含量明显提高,主要是由于在界面含有一定量的氧化物夹杂。从镁、铝元素分布曲线看,除了铝元素在界面附近有少量的向陶瓷层扩散外,镁元素几乎没有向陶瓷层扩散,在界面处成分发生突变。然而,从陶瓷层至合金层的转变过程中,发现低温玻璃粉的成分没有发生突变的现象,这可以从Pb、Zn、Na元素成分分布曲线看出,特别是Pb、Zn元素的变化趋势是一个逐渐降低的过程。这说明在表面复合化的过程中,外面的陶瓷涂料在熔化后,向合金层扩散,使界面实现冶金结合,这有利于提高界面的结合强度。I不同合金化涂料厚度制备的复合层表面复合层成分线扫描复合层XRD分析Fig.消失模的铸造虽然工序简单但金属液体充型的过程很难控制,特别是表面复合化过程中诸多因素的影响。如果工艺控制不当就会带来很多缺陷,如中所示,主要原因有两个方面:一方面是在充型过程中,低温玻璃粉受到冲刷,被卷入熔体中形成夹杂,另一方面是由于浇注温度较高,镁合金很容易氧化,氧化物一旦卷入到熔体当中,凝固后就成为夹杂。
钳工平台铸件表面复合层性能分析所示的是不同工艺得到表层组织对应的显微硬度,表面单一合金层硬度从表层至基体的变化比较缓慢,最高达到170HV左右,逐渐降至与基体相同的硬度,形成的合金层大约300 ~500Mm厚。由于单一的陶瓷层与基体之间有明显的界面,所以硬度变化明显,直接从表面陶瓷层的硬度500HV降至基体的硬度50HV左右,最高硬度要高于复合层,这王要是由于单一的陶瓷层,陶瓷化涂料熔合充分。从图中可知,复合层的硬度变化中间有一个过渡区域,从460HV降至合金层的100HV左右,虽然表面陶瓷层和基体也形成结合界面,但中间有合金层过渡,避免了陶瓷层与基体的直接结合。