镁合金差压铸造过程阻燃气氛条件与气氛控制研究

发布时间：2024-07-05 20:55

　　近年来,镁合金因其具有比重小、比强度和比刚度高、阻尼性能好、易切削加工,并且废旧镁合金可以通过回收进行二次加工利用等优点,在国防军事、航空航天、3C工业以及交通领域应用十分广泛。但镁合金也因其高温条件下具有很高的化学活性,极易被氧化、在型腔内燃烧,甚至引起爆炸等问题而限制了更为广泛的应用。尤其在树脂砂反重力铸造过程中,面对树脂砂受热分解放出的复杂气体氛围,更易发生氧化燃烧等问题,故铸造过程阻燃已成为制约高性能镁合金铸件生产的关键技术瓶颈及安全隐患。本文以铸造用树脂砂为研究对象,通过自主设计研制的树脂砂热解规律及透气性测试设备,研究了树脂砂热解行为的影响因素与其透气性能影响因素,建立了镁合金氧化膜破裂状态的临界模型,得出以下结论:通过对铸造用树脂砂不同粒度、不同粘结剂添加量及不同初始压力条件的热解发气行为压力变化研究。发现树脂砂实际热解发气行为主要由砂型中混入的粘结剂所引起。粒度变化对树脂砂热解过程影响较小;随着粘结剂添加量的增加,树脂砂热解发气总量产生压力随之增大,当粘结剂添加质量为原砂质量0.5%时,热解释放气体在型腔内可产生压力为138.62KPa;当粘结剂添加质量为原砂质量1.0...

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【部分图文】：

图1-1PEP-SET树脂砂硬化机理[24]

酚脲烷树脂（PU）是国际上最为常用的铸造树脂粘结剂。酚脲烷脂由三种组分混制而成：即苯基醚酚醛树脂（组份Ⅰ），聚异氰酸脂（组份Ⅱ），胺催化剂（组份Ⅲ）[16]。三种组分常态均为液体，组份Ⅰ和组份Ⅱ通常采用1:1比例进行混合，有时实际生产中为减少树脂中含氮量也常采用3:2的混....

图1-2升温速率为10℃/min时的TG与DTG曲线

分解过程大致可以分为三个阶段。其所测当升温速率为10℃/mi曲线（TG曲线对时间求导），如图1-2所示。可见，第一阶段为50温分解阶段，该阶段失重量为砂型样品总重量3%。第二热解-315℃之间，失重量为砂型样品总重量的2%。第三热解阶段温度范-432℃之间，失重量为....

图1-3树脂砂热分解产物热力学计算结果

释放的稳定氧化性气氛产物主要为：H2O、CO与CO2，图1-3为热解与粘结剂的主要热分解产物摩尔分数之间的关系[16]。显然，与镁发生反应使其氧化起燃的气体即为H2O、CO与CO2，想通过控制铸造过程型腔内气达到镁合金阻燃目的则仅需要研究CO及CO2气体的行为....

图1-4镁合金表面自然氧化膜结构

密系数大于1，则金属或合金表面氧化物较为应力，故具有良好的抗氧化性能；当氧化物的致面氧化膜受拉应力，此时金属氧化膜多呈疏松能够接触，故抗氧化性能较差。但并非氧化物的系数将容易在氧化膜处形成应力集中，氧化膜抗氧化性能降低。因此，一般认为致密系数值性能较好[28]。生氧化反应后，其....

本文编号：4001519