铸造铝合金在舰船装备应用中存在的问题及发展趋势

2021-11-24夏爽

商品与质量 2021年15期

夏爽

沈阳度维科技开发有限公司辽宁沈阳 130022

我国现在常用的铸造工艺手段有以下几种，例如砂型铸造、金属型铸造、低压铸造、挤压铸造等。因为铸造铝合金的整体较为复杂，在把破壁结构零件的成型过程中具有特别的优势，在舰船装备中具有更加广泛的应用前景。

1 分析铝合金铸造技术在舰船装备中的应用现状

由于舰船装备长时间处于海洋的工作环境中，工作环境的温度差距较大，受到海水的长时间侵蚀，因此要求其制作零件具备一定的耐腐蚀性能，而铝合金产品不仅具有较为良好的耐腐蚀性，同时在不同的环境温度下，具有优良的力学性能，金属的膨胀系数较小等优点，然而在铸造铝合金产品的实际应用过程中，总是会受到各种因素的影响，对铝合金产品的应用效能造成阻碍，还会出现由于铸造质量出现问题而产生故障的现象[1]。

2 铸造铝合金的应用问题

2.1 铸造过程的气孔问题

技术人员需要针对缺陷位置进行数据分析，气孔缺陷问题经常发生在水密防护罩的安装面上，安装面是由冷铁制造而成的，首先需要对缺陷位置的工艺特性进行分析，通过对合金液体、浇筑时间、充型效率、铸造材料、铸造工艺、以及型腔表面烘烤状况等进行分析，探究型腔表面是否存在发气的异物，然后发现出现故障的原因主要是由于型腔表面存在油污。通过对冷铁表面进行细致检查，发现部分冷铁表面遭受油污污染。出现这种现象的主要原因是，利用风铲清理型砂过的程中，需要连续添加机油、导致部分冷铁在清理之后表面依然存有少量机油，油污与金属表面接触之后，产生难闻的气体，气体进入到铸件中，形成了气孔缺陷。

对气孔问题进行有效解决的措施。由于铸件的水密防护罩安装面位置，一直出现内部缺陷问题，而且使用超声波的检验方式，不能将内部缺陷位置完全检验出来，所以，这对这种问题的发生，技术人员可以利用斜向照射、双层透射的方式进行X光检验，可以有效检验出问题的发生位置。

2.2 铸造铝合金的疏松问题

在铸造铝合金产品的前期工艺过程中，因为没有选取合适的冒口位置和高度，导致铸件在凝固过程中，出现补缩不及时的现象，由于原冷铁的激冷效果较弱，铸件不能长时间凝固，致使导致铸件本体在冒口周围的铆钉位置晶粒粗大，铝合金铸件出现疏松现象。通过分析铸件的整体质量，发现铸件力学性能的抗拉强度、伸长效率等不符合规定要求，同时部分位置的硬度也不满足要求，抵抗冲击能力较弱，致使铆接孔处出现开裂。

针对这种现象可以采取以下措施进行改善，首先，增加冒口的高度，加大冒口根部尺寸，提升补缩的压力、促使补缩时间延长、提高补缩面积，可以有效改善疏松缺陷，其次需要对冷铁进行改进，促使浇筑过程的冷却速度加快，将晶粒细化，防止晶界的晶粒过大，提升铸件的力学性能。最后，需要对冒口位置进行调整，防止铆接部位冒口根部的热量集中，致使铸件的力学性能变弱。

3 提升铝合金铸造技术质量的发展策略

3.1 对成形技术加强研究

目前我国为了提升铝合金产品的使用性能，部分研究专家对此开展了大量的数据实验，铸造铝合金的应用性能作为主要的研究项目，由于之前对高强铝合金成形的研究较少。所以，现在特别需要对合金的成形性能以及成形技术方式进行深入探究。在商业应用中，AI-Cu系合金主要应用于商业产品中，由于AI-Cu系合金具有优良的切削性能，在热处理后具有较高的力学性能，但是铸造工艺较为复杂，但铸造较为困难，流动性差，容易产生裂纹缺陷[2]。

铝合金属的成形性能的高低对其在舰船装备中的应用具有直接的影响。因此，技术人员需要提升合成材料的铸造性能，对材料的成型技术进行完善。未来应用于高强韧铸造铝合金的成形技术，可能会有以下几种，例如低压铸造、差压铸造、挤压铸造、半固态挤压成形、半连续铸造、超声铸造和磁流铸造等，虽然部分成型技术还不太完善，并且没有实现完全的商业化应用，但是这为我国铸造铝合金形技术的未来发展提供了理论支持。

3.2 开发新型的合成材料

通过研究新型的高强韧合成材料，人们在合金化方面获取了一定的技术成果。伴随新型合金元素的出现，需要研究其再铸造高强韧铝合金中的作用机理，例如Sc，Li等元素。除此以外，需要注重高强韧铸造铝合金材料的净化技术研究。通过数据分析，发现铝合金的组织具有遗传性能，合成材料的纯净性会对高强韧铝合金的应用性能造成直接影响，不但对高强韧铝合金的合金化研究造成阻碍，而且严重影响高强韧铝合金在舰船装备中的应用。相比于其他国家，我国目前在铝合金纯净化技术的研究方面还存在一定的差距，因此，需要在深入推进合金化研究的同时，注重研究铝合金纯净化技术。