稀土镁合金铸件表面微观缺陷形成机理及修复技术
2021-09-18江善尧王征远李宝辉董喜旺
宇航材料工艺 2021年4期
陈 舸 江善尧 肖 旅 王征远 李宝辉 董喜旺
(1 上海航天精密机械研究所,上海市 201600)
(2 上海交通大学,上海市 200240)
0 引言
镁合金作为最轻的金属结构材料,兼备高比强度、比模量,优异的导热、电磁屏蔽性能,因此其研究和应用受到广泛关注[1]。Mg−Gd−Y 系高强耐热铸造镁合金如VW63Z、VW83Z、VW103Z 等具有优异的室、高温综合力学性能,在航空、航天领域广泛应用[2]。
砂型铸造是目前航天铸造产品中应用最为广泛的造型方法。稀土镁合金常采用砂型铸造的方式进行制备[3]。金属液在浇注凝固时,砂型直接与高温金属液接触,并提供铸件凝固、冷却所需的型腔,铸件会出现一定程度的卷气、夹杂等缺陷。工业生产中常用荧光检测的方法来观察铸件表面质量情况,铸件在浇注过程中产生的部分缺陷会直接暴露在表面,经过荧光检测的结果表现为“条状荧光”现象(简称荧光条纹),如图1所示。分析发现荧光条纹缺陷不同于裂纹和冷隔系表面缺陷,一般深度不超过1 mm,当缺陷出现铸件机加工面时可轻易通过机加工方法去除;然而随着铸件近净成形的要求越来越高,当该缺陷出现在铸件非加工面时,将难以通过机械加工方式去除,并称为潜在的裂纹萌生点,从而影响铸件合格率。
工业生产中应对该种缺陷的普遍处理方式为将其与其他表面缺陷归为一类,采用机械加工打磨去除缺陷区域后氩弧焊补焊的方式修补该种缺陷,其主要缺点包括:(1)微观缺陷在铸件表面分布广,挖除时需要考虑铸件表面特征,挖除难度大、工时长;……
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