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讲解五金壳体的技术和发展以及它的双结构

发布时间:2017-01-07 点击数:1248

在金属液充型过程中,应使金属液以弥散喷射状态充型。浇道尺寸的大小也对充氧压铸的效果有较大影响,适当的浇道尺寸既可以满足金属液以紊流形式充满铸型,又可以避免金属液温度下降得过快。氧化物的高度弥散分布不会对铸件产生不利影响,反而可提高铸件的硬度,并使热处理后的组织细化。充氧压铸可用于与氧反应的Al、Mg及Zn合金。目前,采用充氧压铸可生产各种铝合金铸件,如:液压变速器壳体、加热器用热交换器、液压传动阀体、计算机用托架等对于需热处理或组焊、要求气密性高和在较高温度下使用的压铸件,充氧压铸具有技术和经济上的优势。半固态压铸技术半固态压铸是在液态金属凝固时进行搅拌,在一定的冷却速度下获得约50%甚至更高固相组分的浆料,然后用浆料进行压铸的技术。半固态压铸技术目前有两种成形工艺:流变成形工艺和触变成形工艺。前者是将液态金属送入特殊设计的压射成形机筒中,由螺旋装置施加剪切使其冷却成半固态浆料,然后进行压铸。后者是将五金壳体固态金属粒或碎屑送入螺旋压射成形机中,在加热和受剪切的条件下使金属颗粒变成浆料后压铸成形。半固态压铸成形工艺的关键是有效制取半固态合金浆料、精确控制固液组分的比例及半固态成形过程自动化控制的研究开发。为实现五金壳体半固态成形的自动化生产,美国科学家认为需要大力发展以下几种技术:

(1)具有自适性、灵活性的棒料运输。

(2精密的压铸润滑及维护。

(3可控的铸件冷却系统。

(4)等离子除气及处理。

真空压铸法与普通压铸法相比具有以下特点:

(1)气孔率大大降低。

(2)真空压铸的铸件的硬度高,微观组织细小。

(3真空压铸件的力学性能较高。近来,真空压铸以抽除型腔中的气体为主,主要有两种形式:(1)从模具中直接抽气;(2)置模具于真空箱中抽气。

采用真空压铸时,模具的排气道位置和排气道面积的设计至关重要。排气道存在一个“临界面积”,其与型腔内抽出的气体量、抽气时间及充填时间有关。




现代潜艇通常来说是雪茄型的,这种设计相比于最早海龟号的“蛋型”已经有了很大改变,这样的壳体也通常被称为“水滴型五金壳体”。

早在一战时期,潜艇最适于航行,并且能够很好低档外部水压同时又要简化制造工艺的方法只有在外形上改变水滴型外形或者使用双壳体。双壳体的主要目的就是:外壳保持艇型,内壳维持压力。直到二战末期部分潜艇的上甲板部,船首和船尾仍然加装一个很薄的外壳以维持外形。德国的U-XXI型是第一种完全双壳体结构的潜艇,而盟军仍然采用部分双壳体的结构。

二战之后,盟、 苏双方在潜艇的结构上开始分离。苏联将原来的与盟军相似设计结构设计方式转为了双壳体结构。值得一提的是从“铁幕”落下至苏联解体,乃至现在,双壳体结构仍然是苏联/俄罗斯潜艇设计结构的“必须结构”。相比之下,美国以及其他西方潜艇则开始转向全面单壳体的设计方式。通过材料学以及流体动力学的长期进步,西方潜艇普遍做到了以单耐压艇体抵抗压力,维持形状和内压得能力。西方潜艇虽然称为单壳体结构,但实际上大多数潜艇的艇首和艇尾需要加装一层“轻壳”。

双壳体的优势在于对耐压艇体材料要求度比单壳体要低很多,而且可以布设很多耐压设备,诸如声纳探头布设非耐压艇体中,这样不仅减小耐压艇体内的空间而且还能大大减小耐压艇体由于运转这些设备时产生抗压力下降和耐压艇体形变。在实战中,潜艇一旦受到震荡,撞击等时候,外部壳体虽然可能遭到毁灭打击,但由于其有效保护了内部耐压艇体,造成潜艇的安全性得到有效保护。同时外壳体内部加装消声材料也可以大大降低内部噪音,提高安静能力。再有就是双壳体结构的潜艇储备浮力都很大,抗沉性都普遍高于单壳体潜艇。

不过相比之下,双壳体的弊端也非常凸现。首先双壳体潜艇的排水量都偏大,这造成了潜艇阻力和噪音的增大。其次双壳体结构的焊接工艺的要求和耗费要比单壳体高很多,这样无形中增加了潜艇的制造周期和降低性价比。但值得一提的是,苏联曾考虑过制造单壳体的阿尔法级核潜艇以提高其航速和减小排水量,而美国近些年来也开始打算制造双壳体结构的潜艇以提高装载能力,安静性和操作性。


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