镁合金材料熔铸过程中施加激振力的效果研究

蔡力铉 钟首亮

摘 要：在对镁合金的整体结构和组织进行消失模铸造的行为时，通过机器振动的方式实现，有关机器振动对结构组织的影响和效果，本文将重点分析。除此之外，还有整个模铸造在分散重新凝固的时候有关这个机体在受到机器振动时结构发生一系列的分化现象的研究。通过我们的研究和分析，我们可以得出这样的结论：杜宇这种镁合金的组成结构，尤其是内部的结构组织，运用机器振动的方法确实能够达到颗粒更加细致的效果。同时这种镁合金（特指AZ91）的结构组成主要是包括A-Mg等组织。通过机器振动，镁合金的力学性能发生了很大的变化：即在保持1、5KN的激振力的条件下，这种美合金所产生的一种对抗强压力度的力就会增加27%，这个数据主要是对比不使用机器振动的情况。总结来说，只有这种情况下的镁合金保持了最好的状态，消失模铸造后的功能特性也展现出最佳特性。但是如果我们把这个激振力在往上加大，这个时候就会出现内部组织的松散以及受力强压度下降的情况。但是我们使用了机器振动，这个方法效果很好的原理就在于使得晶体在发生的过程中加速冷却度以及细化重铸的过程。

首先，对于消失模铸造这个概念，我们已经有所了解，主要是一种新型的铸造方法，与传统的熔铸方法相比，消失模铸造具有更强的优势特点：误差少、效率高且省时省力。

对于一些镁合金的材料来说，使用消失模铸造的建模方法，其中加入机器振动的步骤，有关机器振动对于镁合金材料的动力学效果影响确实有待研究和分析。镁合金可以说是目前世界上结构重量最小的工程使用材料了，与其他材料相比来说，它的优势主要在于强度、硬度高，再加上导电导热减震功能以及回收率高这些优点，更重要的是它的普及应用：无论是在汽车制造商，还是我们生活中常见的电子计算机、电器工具等类似的产品外殼等部件都可以看到它的存在。所以说，有关这方面的研究发现对于现阶段的工程机械制造方面有着重要的指导意义。

相比较而言，镁合金更适合时代工程制造发展的主要原因在于它内部丰富密集排列的方六方晶体，所以我们对于镁合金所受到的机器振动消失模铸造的影响研究要更为密切。想要使得镁合金功能特性发生本质性的变化，最好的办法就是采用化学方法。最常使用的方法就是将MgCO3等类似的化学物质放到我们需要熔铸的对象内，化学物质可以促进熔铸物质发生反应，进而分解成为我们需要的成分。但是，这样一来，就会出现由于MgCO3这类物质具有相当强的解析能力，会使得整体的温度发生过高的变化，同时也会导致整个合金材料的氧化严重，如此下去，就不可避免的造成还没有解析完全的盐类使得整个被熔铸的物体变得更加浑浊。

除此之外，通过分析研究我们得知，如果那些本身含有碳元素物质的东西发生了本质性的变化，一旦这些物质被不正确的方式进行处理加工过后，经历的时间越长，这些有毒物质释放的也就越多越久，这对于人们的生活环境有着极为强烈的损害。事实显示，到目前为止来看，有关那些含有碳元素的化学物质发生本质变化的试剂的处理加工还是存在着严重的问题，我们希望可以进一步强化它的细致分解，最好的办法就是寻找一种更加环保新型的试剂来替代，在这方面还有待研究。

根据研究显示：镁合金材料本身的优势可以使得消失模铸造技术发挥出更好的效果，可以说这种材料本身是很适宜采用这种新型铸造技术的。通过分析，我们看到技术进行时，那些特别适用的振动台，对于镁合金材料起到了非常好的细致晶体组织结构的效果，尤其是受到动力学的刺激和影响。很明显的对比结果：新技术的使用相较以前而言更加简单，成本也比较低，最重要的这是一种采用物理性质使得本质发生变化的方法，对于环境的保护也有着很好的效果。

纵观东西方全球，在这方面的研究已经取得了初步的成效。研究人员尝试着使用一些比较超前的设备比如超声机器振动等，来对这个熔铸过程加入机器振动的效果，并对这方面的研究做了更加深入的挖掘。

我们采用物理变质的方法进行试验，其中选用了新型的镁合金材料，加入了一定量化学酸类物质后，进行熔铸，实验结果如下：

通过表1，我们看到镁合金材料的试验样品在进行熔铸的过程中，发生了一定的变化：

1，机器振动的影响

实验过程中采用机器振动所产生的影响主要是针对镁合金材料在进行模型熔铸过程中的内部组织结构的变化。具体的实验结果我们可以通过图1的图像进行一个直观的显示观察。

我们发现，在熔铸的过程里，最开始产生的晶体组织结构容易发生被细化的变化，而且因为这个温度变化也是局限在一定的成都范围内，所以我们能看到激振力并没有对这个沉淀过程产生多大的影响。

2，晶体组织发生细致变化的原理研究

镁合金（AZ91）在进行熔铸的过程时，内部的晶体组织发生的变化在使用机器振动和不适用机器振动两种不同情况下呈现出不同的效果，具体可参见如图2。

3，动力学功能特性的变化研究

当这个激振力开始变成1KN的时候，采用物理变质方法的优势就显现出来了。从这个角度，我们看到机器振动的物理方法对于熔铸后的镁合金材料的强度改变产生了很好的改善作用。

4，镁合金才俩不同部位的微观组织变化研究

没有经过机器振动这一步骤熔铸后材料的断口面貌显示出很大面积相比较而言面积越大，材料就越脆生，越是容易发生断裂的现象。我们使用2KN的机器振动力度加入这个熔铸过程，就出现了镁合金材料同样是发生了断裂现象，不过由于这个发生断裂的解理面积比较着之前很小，所以就出现了撕裂的现象。从这个角度来看，对镁合金材料进行熔铸的过程中施加一个合适的激振力，也就是采用机器振动确实是更具优势，它可以显著改良这个材料的细微组织结构，而且对于环保比较着化学变质的方法更具优越性。

通过以上的试验，我们对于激振力施加采用物理变质方法的研究有了更加深刻的认识。首先，对于熔铸过程中使用机器振动，这个激振力可以使得镁合金组织发生撕裂性的组织细化，同时组织内部的成分也发生了一定的变化，与添加化学物质来达到变质的方法比较，更能体现出低成本，高环保的优势。

其次，激振力的施加在熔铸的过程中大大促进了冷却度，细化内部组织的进程，效果也是让我们非常满意。最后，采用机器振动的熔铸效果，我们可以通过实验清楚的了解到它对于熔铸后材料的组织结构以及功能特性的改良效果，但是我们也要注意这个激振力的力度大小，过犹不及的后果反而是降低了材料的强度，试验显示，1.5KN的机器振动力，可以使材料在熔铸后的功能特性达到最优。