El análisis del proceso de piezas automotrices de fundición a presión de nuevo tipo

El Mg-9Al-1Zn-0. Se moldearon muestras de piezas de fundición a presión nuevas de automóviles 5Ce, y se probaron y analizaron las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión. Los resultados muestran que con el aumento de la temperatura de vertido y la aceleración de la velocidad de inyección, la resistencia a la tracción y el límite elástico de la muestra primero aumentan y luego disminuyen, el potencial de corrosión se mueve positivamente y luego gradualmente negativamente, y la tasa de elongación cambia ligeramente. . El rendimiento y la resistencia a la corrosión se mejoran primero y luego disminuyen; en comparación con la temperatura de vertido de 620 ℃, la resistencia a la tracción y el límite elástico a la temperatura de vertido de 650 ℃ aumentaron en un 13.08%, 23.78%, respectivamente, elongación después de la rotura El potencial de corrosión se reduce en un 1% y el potencial de corrosión se desplaza positivamente en 43 mV ; en comparación con la velocidad de inyección de 1 m / s durante la fundición a presión, la resistencia a la tracción y el límite elástico por debajo de la fundición a presión de 3 m / s han aumentado en un 11.20%, respectivamente. 16. 45%, el alargamiento después de la fractura se reduce en un 0.8% y el potencial de corrosión se mueve positivamente en 31 mV. Los parámetros óptimos del proceso de fundición a presión de Mg-9Al-1Zn-0. Las nuevas piezas de fundición a presión de automóviles 5Ce son: temperatura inicial de forjado de 650, velocidad de inyección de 3 m / s.

Prefacio En el rápido desarrollo económico actual, la vida y los viajes de las personas son cada vez más inseparables de los automóviles, y existen requisitos más altos para la calidad, el rendimiento, la economía y la vida útil de los automóviles. Al mismo tiempo, con base en el impacto de nuevos conceptos de desarrollo como el ahorro de energía, la reducción de emisiones, la reducción del consumo y el peso ligero, los materiales automotrices son cada vez más ligeros, de alto rendimiento y respetuosos con el medio ambiente. Los metales livianos como las aleaciones de aluminio y magnesio han recibido más investigación y aplicaciones. Sin embargo, existen muchos tipos de autopartes y formas complejas, como bloques de cilindros, cajas de cambios, culatas de cilindros, ruedas, etc., que son en su mayoría piezas grandes y complejas de paredes delgadas. Por lo tanto, el proceso de producción está cambiando gradualmente a la fundición a presión. Las piezas de fundición a presión para automóviles se han visto afectadas por la industria. Más atención y aplicación. Aunque el proceso de fundición a presión es mejor que la tecnología de fundición ordinaria, la superficie es más lisa, la pared es más delgada, la precisión, la resistencia es mayor, el proceso es simple, la eficiencia de producción es alta y las materias primas se pueden ahorrar en gran medida , pero el proceso de fundición a presión solo es adecuado para el procesamiento fluido de metales, y su desarrollo está sujeto a ciertos.Además, la fundición a presión también tiene ciertos defectos de fundición, que son fáciles de producir poros, impurezas de óxido, etc., y el costo La cantidad de equipos y moldes necesarios para la fundición a presión es mayor, por lo que es adecuada para la producción en masa. Aunque la tecnología de fundición a presión de mi país se está volviendo más madura, mejorando en gran medida la calidad y el rendimiento de las piezas de automóvil, pero basándose en los altos requisitos de la industria y la sociedad sobre el rendimiento de las piezas de fundición a presión de automóviles, es necesario desarrollar y Innovar la tecnología de fundición a presión para promover la fundición a presión automática de nuevo tipo. El desarrollo de piezas y componentes ha dado un paso adelante.

1. prueba

El objeto de investigación es Mg-9Al-1Zn-0.5Ce nuevas piezas de fundición a presión para automóviles. Las materias primas de la aleación Mg-9Al-1Zn-0.5Ce son lingotes de magnesio puro, lingotes de aluminio, lingotes de zinc, polvo de cerio y manganeso fino con una pureza superior al 99%. polvo.

La fundición se realiza en un horno de resistencia al crisol. Primero, precalienta el crisol. Después de que el crisol se vuelva rojo oscuro, espolvoree fundente RJ-2 en el fondo y alrededor del crisol, y agregue lingotes de magnesio, polvo fino de manganeso, polvo de cerio, lingotes de aluminio y lingotes de zinc en lotes. Una vez fundidos todos los componentes, se llevan a cabo la eliminación de la escoria y el refinado. Después de reposar durante 10 minutos, el líquido de aleación se vierte en la cavidad de la máquina de fundición a presión horizontal de cámara fría de 1250 kN y la prueba de fundición a presión se lleva a cabo en la máquina de fundición a presión horizontal de cámara fría de 1250 kN. Durante el proceso de fundición a presión, mantenga la temperatura de precalentamiento del molde a 250 ° C y la presión de inyección de 90 MPa sin cambios, y cambie la temperatura de vertido y la velocidad de inyección.

Todas las muestras fundidas a presión no fueron tratadas térmicamente. Las dimensiones principales de las nuevas piezas forjadas de fundición a presión de automóviles son: diámetro exterior 88 mm, altura 54 mm, grosor 5 mm, diámetro interior 42 mm y longitud total 101 mm.

Las propiedades mecánicas de las nuevas piezas de fundición a presión de automóviles Mg-9Al-1Zn-0.5Ce se prueban a temperatura ambiente. El instrumento utiliza la máquina de prueba de tracción electrónica Instron8032, que se estira a una velocidad constante de 2 mm / min, y se registra la resistencia, elongación después de la fractura y la fractura. La morfología se observó con microscopio electrónico de barrido S-530. La resistencia a la corrosión se prueba a temperatura ambiente utilizando el método de corrosión electroquímica, el instrumento de prueba es un sistema de sistema electroquímico de tres electrodos PARSTAT, el medio de corrosión es una solución de NaCl, la concentración es del 3.5%, la prueba de la curva de polarización se realiza a una velocidad de 0.4 mV / s, y combinado con el software de análisis Tafel, registre los parámetros electroquímicos (potencial de corrosión) y observe la morfología de la corrosión con el microscopio electrónico de barrido S-530.

2. Resultados de las pruebas y debate

2.1 Prueba de propiedades mecánicas de muestras a diferentes temperaturas de vertido

Los resultados de la prueba de las propiedades mecánicas de las nuevas muestras de piezas de fundición a presión de automóviles Mg-9Al-1Zn-0.5Ce preparadas a una velocidad de inyección constante de 3 m / sa diferentes temperaturas de vertido. Puede verse que cuanto menor es la temperatura de vertido, menor es la resistencia, y el aumento de la temperatura de vertido puede mejorar eficazmente la resistencia a la tracción y el límite elástico de la muestra, y el alargamiento después de la fractura se reduce relativamente ligeramente. Las resistencias a la tracción a temperaturas de vertido de 620, 635, 650, 675, 700 ℃ son 237, 253, 268, 257, 242 MPa, el límite elástico es 143, 165, 177, 169, 154 MPa, y el alargamiento después de la fractura es respectivamente 8.9%, 8.2%, 7.9%, 8.1%, 8.4%.

Puede verse que la resistencia a la tracción y el límite elástico de la muestra son los más pequeños a la temperatura de vertido de 620 ° C, y el alargamiento después de la fractura es el mayor. En este momento, las propiedades mecánicas de la muestra son las peores; cuando la temperatura de fundición es de 650 ° C, la resistencia a la tracción de la muestra es La resistencia y el límite elástico son los más altos, que aumentan en un 13.08% y 23.78% respectivamente en comparación con la fundición a presión de 620 ℃, y el alargamiento después de la fractura es solo reducido en un 1%. En este momento, las propiedades mecánicas son las mejores. Cuando la temperatura de vertido continúa aumentando, la resistencia de la muestra disminuye, el alargamiento después de la fractura disminuye y las propiedades mecánicas comienzan a disminuir nuevamente.

2.2 Ensayo de propiedades mecánicas de muestras a diferentes velocidades de inyección

Resultados de las pruebas de propiedades mecánicas de muestras de piezas de fundición a presión de automóviles nuevas de Mg-9Al-1Zn-0.5Ce preparadas a una temperatura de vertido constante de 650 ℃ con diferentes velocidades de inyección: cuanto más lenta es la velocidad de inyección, menor es la intensidad y la velocidad de inyección La aceleración puede mejorar efectivamente la resistencia a la tracción y el límite elástico de la muestra, y el alargamiento después de la fractura se reduce relativamente levemente. Las resistencias a la tracción a una velocidad de inyección de 1, 2, 3, 4, 5 m / s son 241, 255, 268, 259 y 244MPa, respectivamente, el límite elástico es 152, 164, 177, 168, 153 MPa, y el alargamiento después fractura Fueron 8.7%, 8.4%, 7.9%, 8.2% y 8.5% respectivamente. Puede verse que la resistencia a la tracción y el límite elástico de la muestra son los más pequeños bajo la velocidad de inyección de 1 m / s, y el alargamiento después de la fractura es el más grande. En este momento, las propiedades mecánicas de la muestra son las peores; cuando la velocidad de fundición a presión es de 3 m / s, la resistencia a la tracción y el límite elástico de la muestra son los mayores, que aumentan en un 11.20% y 16.45% respectivamente en comparación con la fundición a presión de 1 m / s, y el alargamiento después de la fractura solo se reduce en un 0.8%. En este momento, las propiedades mecánicas son las mejores. Cuando la velocidad de inyección continúa aumentando, la resistencia de la muestra disminuye, el alargamiento después de la fractura disminuye y las propiedades mecánicas comienzan a disminuir nuevamente. 2.3 Morfología de la muestra por rotura por tracción

Imágenes de fracturas por tracción de muestras de piezas de fundición a presión de nuevo tipo de automóvil de Mg-9Al-1Zn-0.5Ce cuando se fabrican a presión a 620 y 650 ℃ respectivamente. Se puede ver que cuando se moldea a presión a dos temperaturas de vertido, las fracturas por tracción de las muestras muestran todas las características típicas de fractura dúctil. Cuando se moldea a presión a 620 ℃, el borde de desgarro de la muestra es grande, los hoyuelos son irregulares y tiene poca tenacidad; cuando se realiza la fundición a presión a 650 the, los hoyuelos de la muestra se reducen significativamente, la forma es más redondeada, la distribución es más regular y uniforme y la tenacidad mejora considerablemente. , Las propiedades mecánicas son las mejores. Sintetizando los resultados de las pruebas de resistencia y alargamiento de las nuevas muestras de piezas de fundición a presión de automóviles Mg-9Al-1Zn-0.5Ce a diferentes temperaturas de vertido, podemos saber que a partir de la optimización del automóvil Mg-9Al-1Zn-0.5Ce nuevo muestras de piezas de fundición a presión de tipo-tipo Teniendo en cuenta sus propiedades mecánicas, se prefiere la temperatura de vertido de 650 ℃.

2.4 Resistencia a la corrosión de muestras a diferentes temperaturas de vertido

Los resultados de la prueba de resistencia a la corrosión de las muestras de piezas de fundición a presión de automóviles nuevas de Mg-9Al-1Zn-0.5Ce preparadas a una velocidad de inyección constante de 3 m / sy preparadas a diferentes temperaturas de vertido se muestran en la Figura 6. Se puede ver que el aumento de la temperatura de vertido puede hacer que el potencial de corrosión de la muestra se mueva positivamente y se puede mejorar la resistencia a la corrosión. A medida que la temperatura de vertido aumenta de 620 ° C a 650 ° C, la resistencia a la corrosión de la muestra aumenta primero y luego disminuye. Los potenciales de corrosión a temperaturas de vertido de 620, 635, 650, 675 y 700 ° C fueron -0.924, -0.913, -0.881, -0.893, -0.908 V, respectivamente. Puede verse que el potencial de corrosión de la muestra es el más negativo a la temperatura de vertido de 620 ℃, y la resistencia a la corrosión de la muestra es la peor; cuando la temperatura de vertido de 650 ℃ es de fundición a presión, el potencial de corrosión de la muestra es el más positivo, que es más positivo que el de la fundición a presión a 620 ℃. A 43 mV, la resistencia a la corrosión es la mejor en este momento. Cuando la temperatura de vertido continúa aumentando, el potencial de corrosión de la muestra comienza a moverse negativamente y la resistencia a la corrosión comienza a disminuir nuevamente.

2.5 Resistencia a la corrosión de muestras a diferentes velocidades de inyección

Los resultados de la prueba de resistencia a la corrosión de las nuevas muestras de piezas de fundición a presión de automóviles Mg-9Al-1Zn-0.5Ce preparadas a una temperatura de vertido constante de 650 ℃ y diferentes velocidades de inyección. Puede verse que la aceleración de la velocidad de inyección puede hacer que el potencial de corrosión de la muestra se mueva positivamente y se puede mejorar la resistencia a la corrosión. A medida que la velocidad de inyección aumenta de 1 m / sa 5 m / s, el potencial de corrosión de la muestra se mueve positivamente y luego gradualmente se mueve negativamente. Los potenciales de corrosión a velocidades de inyección de 1, 2, 3, 4 y 5 m / s son -0.912, - 0.906, -0.881, -0.892, -0.904V. Se puede ver que el potencial de corrosión de la muestra bajo fundición a presión con una velocidad de inyección de 1 m / s es el más negativo y la resistencia a la corrosión de la muestra en este momento es la peor; cuando se realiza la fundición a presión con una velocidad de inyección de 3 m / s, el potencial de corrosión de la muestra es el más positivo y la presión es relativamente alta. Cuando la velocidad de disparo es de 1 m / s, el desplazamiento positivo es de 31 mV y la resistencia a la corrosión es la mejor en este momento. Cuando la velocidad de inyección continúa aumentando, el potencial de corrosión de la muestra comienza a moverse negativamente y la resistencia a la corrosión comienza a disminuir nuevamente.

2.6 Morfología de corrosión de muestras sometidas a diferentes procesos de fundición a presión

Imágenes de morfología de corrosión de muestras de piezas de fundición a presión nuevas de automóviles Mg-9Al-1Zn-0.5Ce cuando se fabrican a presión a 620 y 650 ℃ respectivamente. Se puede ver que cuando se moldea a presión a 620, las picaduras de corrosión de la muestra están densamente agrupadas, y la profundidad de las picaduras es profunda y el grado de corrosión es grave en este momento; cuando se moldea a presión a 650 ℃, el grado de corrosión de la muestra se reduce considerablemente y solo aparecen unos pocos puntos de corrosión. Los valores de prueba de potencial de corrosión de Mg-9Al-1Zn-0.5Ce muestras de piezas de fundición a presión nuevas para automóviles a diferentes temperaturas de vertido se pueden conocer a partir de la optimización de la resistencia a la corrosión de la nueva fundición a presión para automóviles de Mg-9Al-1Zn-0.5Ce muestras de piezas Teniendo en cuenta el rendimiento, se prefiere la temperatura de fundición de 650 ° C.

Cuando la velocidad de inyección es de 3 m / s, los puntos de corrosión en la superficie de la muestra son pequeños y pocos, y la resistencia a la corrosión es la mejor en este momento; cuando la velocidad de inyección aumenta a 5 m / s, la corrosión de la muestra se agrava y aparece una forma más grande. Picaduras de corrosión, la resistencia a la corrosión se reduce. De acuerdo con los valores de prueba de potencial de corrosión de muestras de piezas de fundición a presión de automóviles nuevas de Mg-9Al-1Zn-0.5Ce bajo diferentes velocidades de inyección, se puede saber que para optimizar la resistencia a la corrosión de Mg-9Al-1Zn-0.5 Ce muestras de piezas de fundición a presión nuevas de automóviles, preferiblemente velocidad de inyección de 3 m / s.

Conclusión 3

Muestras de fundición a presión de piezas nuevas de fundición a presión de automóviles Mg-9Al-1Zn-0.5Ce con diferentes temperaturas de vertido y velocidades de inyección, y pruebas y análisis de propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión. El resumen es el siguiente:

• (1) Con el aumento de la temperatura de vertido y la aceleración de la velocidad de inyección, la resistencia a la tracción y el límite elástico de la muestra primero aumentan y luego disminuyen. El potencial de corrosión se mueve positivamente y luego gradualmente negativamente. La tasa de alargamiento cambia ligeramente. El rendimiento y la resistencia a la corrosión se mejoran primero y luego se reducen. La resistencia a la tracción y el límite elástico de las nuevas muestras de piezas fundidas a presión de automóviles Mg-9Al-1Zn-0.5Ce a una temperatura de vertido de 650 ° C y una velocidad de inyección de 3 m / s son las más grandes, el alargamiento después de la fractura es el más pequeño, el potencial de corrosión es el más positivo y las propiedades mecánicas son buenas. La mejor resistencia a la corrosión.
• (2) En comparación con la temperatura de vertido de 620, la resistencia a la tracción y el límite elástico a la temperatura de vertido de 650 ℃ aumentaron un 13.08% y un 23.78% respectivamente, el alargamiento después de la fractura disminuyó un 1% y el potencial de corrosión cambió positivamente. 43mV; En comparación con la velocidad de inyección de 1 m / s durante la fundición a presión, la resistencia a la tracción y el límite elástico bajo la fundición a presión de 3 m / s aumentan en un 11.20% y 16.45%, respectivamente, el alargamiento después de la fractura se reduce en un 0.8% y la corrosión el potencial se desplaza positivamente 了 31mV.
• (3) Con el fin de optimizar las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión de las nuevas muestras de piezas de fundición a presión de automoción de Mg-9Al-1Zn-0.5Ce, los parámetros del proceso de fundición a presión de la nueva fundición a presión de automoción de Mg-9Al-1Zn-0.5Ce Las muestras de piezas se optimizan de la siguiente manera: temperatura de forjado inicial de 650 ℃, velocidad de inyección de 3 m / s.

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