หลักการสำคัญของกระบวนการขึ้นรูปด้วยทิกโซ: การเจาะลึกการควบคุมของเหลวและเศษส่วนของแข็ง

ในฐานะวัสดุหลักในอุตสาหกรรมน้ำหนักเบายานยนต์และผลิตภัณฑ์ 3C เทคโนโลยีการขึ้นรูปโลหะผสมแมกนีเซียมกำลังพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่เทคโนโลยีแบบเดิมการหล่อแมกนีเซียมมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยเป็นกระบวนการขั้นสูงที่เรียกว่าการหล่อโลหะกึ่งแข็ง (เอสเอสเอ็ม)นำเสนอทางเลือกที่เหนือกว่าสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่มีความสมบูรณ์สูงทิกโซฟอร์มมิ่งเทคโนโลยี เอสเอสเอ็ม ชั้นนำที่โดดเด่นในการลดความซ้ำซ้อนข้อบกพร่องในการหล่อแบบตายตัวโดยผสมผสานความลื่นไหลของการหล่อของเหลวเข้ากับความแม่นยำของการขึ้นรูปของแข็ง

อย่างไรก็ตาม กระบวนการที่ทันสมัยนี้ยังขึ้นชื่อเรื่องข้อกำหนดการควบคุมที่เข้มงวดและขอบเขตกระบวนการที่แคบมาก บทความนี้นำเสนอการวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในทิกโซฟอร์มมิ่ง:การเตรียมและการควบคุมคุณภาพของสารละลายกึ่งแข็ง

I. สารละลาย: จิตวิญญาณแห่งทิกโซฟอร์มมิ่ง

ต่างจากการหล่อแบบดั้งเดิมซึ่งใช้โลหะหลอมเหลวทั้งหมด ความสำเร็จของทิกโซฟอร์มมิ่งขึ้นอยู่กับคุณภาพของสารละลายกึ่งแข็ง ว๊าวววว เกือบทั้งหมด สารละลายในอุดมคติคือส่วนผสมเฉพาะตัวของอนุภาคเฟสของแข็งทรงกลมละเอียดที่แขวนลอยอย่างสม่ำเสมอภายในเมทริกซ์เฟสของเหลว การควบคุมสารละลายนี้อย่างแม่นยำคือส่วนที่สำคัญที่สุดของกระบวนการทั้งหมด

1. พารามิเตอร์หลัก: การควบคุมเศษส่วนของแข็งด้วยการปรับสมดุลอย่างแม่นยำ

เศษส่วนของแข็ง ซึ่งเป็นเปอร์เซ็นต์เชิงปริมาตรของโลหะแข็งในสารละลาย เป็นพารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญที่สุด เป็นตัวกำหนดพฤติกรรมการไหลของสารละลายและคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายโดยตรงการควบคุมเศษส่วนของแข็งเป็นการกระทำที่ต้องใช้ความสมดุลอย่างละเอียดอ่อน

• --เศษส่วนของแข็งต่ำ (อุณหภูมิสูง):เมื่อเศษส่วนของแข็งมีค่าต่ำ สารละลายจะมีลักษณะเหมือนของเหลวมากขึ้น ความสามารถในการไหลสูงนี้เป็นประโยชน์สำหรับการเติมลงในชิ้นส่วนที่มีผนังบาง ช่วยลดความพรุนและเพิ่มการยืดตัวของชิ้นส่วนได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม หากเศษส่วนของแข็งมีค่าต่ำเกินไป สารละลายจะสูญเสียโครงสร้างกึ่งแข็ง d"โครงกระดูกd" ซึ่งอาจนำไปสู่ความปั่นป่วนระหว่างการเติมและส่งผลให้อยู่ในสถานะของเหลวข้อบกพร่องในการหล่อแบบตายตัวเช่น รูพรุนจากการหดตัว ซึ่งกระบวนการนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อหลีกเลี่ยง

• --เศษส่วนของแข็งสูง (อุณหภูมิต่ำกว่า):อัตราส่วนของแข็งที่สูงขึ้นทำให้สารละลายมีความหนืดมากขึ้นและเพิ่มความต้านทานแรงเฉือน ซึ่งขัดขวางการไหล แม้ว่าการทำเช่นนี้จะช่วยป้องกันรูพรุนจากการหดตัวภายในในชิ้นส่วนที่มีผนังหนา แต่ก็ทำให้การเติมแม่พิมพ์ทำได้ยาก ทำให้เกิดความเสี่ยงสูงที่จะเกิดข้อบกพร่อง เช่น การปิดแบบเย็น (เย็น ปิด) หรือการฉีดขาด (สั้น ยิง) นอกจากนี้ยังเพิ่มภาระงานให้กับเครื่องจักร ซึ่งอาจนำไปสู่ความไม่เสถียรของกระบวนการ

ดังนั้น เศษส่วนของแข็งที่เหมาะสมที่สุดจึงไม่ใช่ค่าคงที่ จึงต้องพิจารณาและตรวจสอบอย่างรอบคอบในระหว่างการพัฒนากระบวนการเริ่มต้น โดยพิจารณาจากความหนาของผนังชิ้นส่วน ความซับซ้อนของโครงสร้าง น้ำหนัก และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพขั้นสุดท้าย

2. รากฐานแห่งคุณภาพ: ความสม่ำเสมอของสารละลายสูง

นอกเหนือจากเศษส่วนของแข็งแล้ว ความสม่ำเสมอของโครงสร้างภายในของสารละลายมีความสำคัญอย่างยิ่งยวด ซึ่งรวมถึงขนาดและการกระจายตัวที่สม่ำเสมอของอนุภาคในเฟสของแข็ง และความเป็นเนื้อเดียวกันขององค์ประกอบทางเคมี โดยทั่วไปแล้ว วิธีนี้สามารถทำได้ด้วยวิธีการต่างๆ เช่น การกวนด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า การเฉือนเชิงกล หรือการเติมสารปรับสภาพเมล็ดพืช (เช่น คา, ซีเนียร์) สารละลายที่เป็นเนื้อเดียวกันจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าเฟส α-แมกนีเซียม หลักจะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ และป้องกันการแยกตัวของเฟสรอง (เช่น แมกนีเซียม₁₇อัล₁₂) ความไม่สม่ำเสมอใดๆ จะนำไปสู่การลดลงอย่างมีนัยสำคัญของคุณสมบัติเชิงกลเฉพาะที่ เช่น ความแข็งแรง ความเหนียว และอายุความล้า ซึ่งเป็นจุดอ่อนในชิ้นงานขั้นสุดท้าย

ครั้งที่สอง. ความท้าทายและสาเหตุหลัก: เหตุใดหน้าต่างกระบวนการจึงแคบมาก?

ความท้าทายของทิกโซฟอร์มมิ่งเกิดจากปัจจัยหลักบางประการ:

• --ดาบสองคม" ของเศษส่วนตัน:ดังที่ได้กล่าวไปแล้วข้างต้น ช่วงความผันผวนที่ยอมรับได้สำหรับเศษส่วนของแข็งนั้นมีขนาดเล็กมาก การเบี่ยงเบนใดๆ จากช่วงที่เหมาะสมจะนำไปสู่ข้อบกพร่องโดยตรง ส่งผลให้ความแม่นยำและเสถียรภาพในการควบคุมอุณหภูมิของอุปกรณ์มีความต้องการอย่างมาก

• --คุณสมบัติโดยธรรมชาติของแมกนีเซียม:ค่าการนำความร้อนสูงและความร้อนแฝงของการหลอมเหลวต่ำของแมกนีเซียมทำให้สารละลายกึ่งแข็งสูญเสียอุณหภูมิอย่างรวดเร็วในระหว่างการฉีด ซึ่งทำให้การรักษาสถานะของสารละลายให้เหมาะสมตลอดกระบวนการบรรจุเป็นเรื่องยากอย่างยิ่ง และความไม่คงตัวเพียงเล็กน้อยอาจนำไปสู่ข้อบกพร่องในการแยกตัว ความไวนี้ถือเป็นความท้าทายที่สำคัญเมื่อเทียบกับสารละลายแบบดั้งเดิมการหล่อแมกนีเซียม-

• --ความไวต่อความไม่สม่ำเสมอ:ความไม่สม่ำเสมอใดๆ (เนื่องจากความร้อนหรือองค์ประกอบ) ในสารละลายระหว่างการเตรียมจะแข็งตัวอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นส่วนสุดท้าย เนื่องมาจากการแข็งตัวอย่างรวดเร็ว โดยแทบไม่มีโอกาสแก้ไขเลย

• 
  

บทสรุป

สรุปสาระสำคัญของแมกนีเซียมทิกโซฟอร์มมิ่งกระบวนการนี้คือการควบคุมขั้นสูงสุดเหนือสภาวะของเหลวกึ่งแข็ง การควบคุมสมดุลของการควบคุมเศษส่วนของแข็งและการรับประกันความเป็นเนื้อเดียวกันของสารละลายสูงเป็นกุญแจสำคัญในการปลดล็อกศักยภาพของเทคโนโลยีขั้นสูงนี้เพื่อผลิตชิ้นส่วนประสิทธิภาพสูงที่เหนือกว่า

บทความนี้วิเคราะห์ขั้นตอนการเตรียมสารละลายที่สำคัญที่สุดเป็นหลัก อย่างไรก็ตาม การฉีดขึ้นรูปที่ประสบความสำเร็จยังต้องอาศัยการควบคุมที่แม่นยำไม่แพ้กันสำหรับพารามิเตอร์ต่างๆ ในขั้นตอนต่อไป เช่น กระบวนการฉีดและอุณหภูมิแม่พิมพ์ในการอัปเดตครั้งต่อไป เราจะดำเนินการสำรวจเชิงลึกเกี่ยวกับจุดต่างๆ ในกระบวนการสำหรับขั้นตอนเหล่านี้ต่อไป โปรดติดตามข่าวสารต่อไป