高频振动在铸造中的应用-安阳振动器有限责任公司

铸造是中华民族的骄傲。五千年的文明史铸造历史就占了四千多年；我国春秋时期就开始了铸铁农具，战国时期就已经有了精湛的铸剑技术。仅此我国的铸造技术比欧洲早1800多年。但振动铸造是起源于20世纪初，有规模的应用开始于上世纪的70年代中晚期。最早期的工艺形式就是在通用铸造行业里应用的离心浇铸；在高精铸造领域就是超声波振动和电磁振动冶炼铸造。离心浇铸是最早用于边振边浇的振动铸造形式；至于超声波振动和电磁振动主要是应用在熔炼中。这就是最早期的振动技术在铸造中的应用。它们的终极目标只有一个：就是促进还原，加速结晶，细化晶粒，同时具有十分有效的除气、除杂、防缩松之功效。

一、高频振动铸造的除渣、气作用分析

1、高频振动铸造在浇注中的应用，有利于阻止液面上浮渣向结晶器壁方向聚集的作用。与金属熔体比较，渣的密度小。只要液流供应平稳，液穴表面的渣子不容易沉入熔体中去。漂浮在液穴上方的渣块，若遇上液流供应的不平稳或者金属液面发生了波动,就有机会向结晶器壁靠拢并在那里聚集，最终成为铸锭或铸件表面夹渣.另则,在没有振动状况下的型腔壁与金属界面处的压力最小.如果有了振动,那状况恰恰相反: 型腔壁与金属界面处的压力最大.腔壁在高频振力的激荡下,渣和气泡都被反射汇聚到溶腔中间.如此,就大大的降低了气渣的留存.

2、型腔或结晶器相对于铸件或锭的运动，由于金属熔液快速充填型腔，液态表面与型腔壁间的速度差形成了明显的摩擦引力,在没有振动状态下,就形成了夹渣,如果有一个不间断的振动成在,就可使金属液态表面的渣块形成如下运动;即将被凝壳从液面上“捕获”的渣块以一个切向力，使其扭转。

如前所述，结晶器振动时由于有负滑动，结晶器上振期间和下振期间相对于铸锭的运动速度，都远远大于不振动时的铸造速度，结晶器壁作用于渣块的这一切向力亦大，并且上振动和下振动时瘡块扭转的方向相反。渣块的反复扭转，不仅有可能使大的渣块破碎，而且有可能使即将被凝壳“捕获”的渣块重新获得“自由”，而转向液穴中心方向浮动。振动铸造使铸锭表面夹渣大大减少,就是基于这个道理。显然，振幅越大,振动频率越高，上述驱渣作用越加有效。

   当然，避免铸锭夹渣并非只要采用振动铸造单一措施就会完全有保证，任何情况，减少熔体造渣和注意对液穴中熔体的保护,都是非常重要的。
　　非振动铸造方式中,铸锭通过结晶器时是均匀速度状态，凝壳与结晶器壁之间隙相对固定在一个位置上。振动铸造方式中，向下振动时振动与结晶器几乎以相同的速度(或接近相同速度)一起下降,铸锭与结晶器之间的热交换基本是在静态下进行，凝壳几乎受到结晶器的连续冷却。非振动铸造方式中，铸锭一直处于滑动的状态,铸锭与结晶器（工件与型腔）之间的热交换一直是在动态下进行。向上振动时源于金属熔体静压力的冲击,使得刚刚形成的一薄层凝壳被挤压着向外膨胀靠拢结晶器壁，延迟了收缩间隙生成时间。
　　振动铸造时，由于强化了一次冷却，铸锭凝壳增长速度稳定，凝壳强度提高，对防止拉裂和反偏析的产生也必然有利。我们明确了这样一个原理，也就明白了振动除渣气的必然性。