超大断面宽厚板坯模铸技术
2021-05-17邢思深
一重技术 2021年1期
邢思深,屈 磊,张 亮
大型铸锻件是能源装备的核心部件,由于金属凝固的尺寸效应,铸件的规格越大,则疏松缩孔、元素偏析和开裂等铸造缺陷越严重,进而导致锻件质量难以控制,严重影响零部件的服役性能,迫切需要探索新技术解决大型铸锻件的制备难题。
增材制造技术是一种基于“离散-堆积”原理,由数字模型文件驱动的,复杂形状零件的“快速成形”和“快速制造”新技术[1]。经过近40余年的快速发展,增材制造技术的内涵不断深化、外延不断扩大,从狭义的以激光、电子束等为热源的分层成形技术,向广义的块体组焊、堆焊成形、化学/物理气相沉积等技术延伸,并广泛应用到航天、航空、核电、石化等高端装备领域[2]。
金属构筑成形技术正是基于上述增材制造思想提出的一种变革性的大型锻件制备方法。传统上采用“模铸制坯+塑性成形”的技术路线来生产大规格、整体、高性能的金属构件,该技术需要大型铸铁模及重型锻造设备,且铸锭质量控制难度大、制造成本较高。而金属构筑成形技术与建筑行业的“砌墙”思维类似:首先,制备小规格、均质化的高质量板坯;然后,将经表面加工、净化处理的坯料堆垛成预定形状,并将多个坯料真空封焊;最后,在高温下进行锻造,实现多块坯料界面的冶金结合[3]。该技术有别于近净成形技术,它不是以制备零件为目的,而是以制备均质化的锻造坯料为目标,与传统制坯技术相比,在制造成本、材料利用率、均质化、致密度和质量稳定性上实现了质的提升。……
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