机械搅拌法制备半固态镁合金的组织及性能研究

采用AZ91D镁合金为试验原料,以本课题组自行研制的新型半固态浆料制备与直接流变成形装置为试验设备,研究不同温度、剪切速率下半固态组织的变化规律和不同的成型工艺对其力学性能的影响.研究表明:制备浆料的温度相对越低,剪切速率越大,固相率越高,固相颗粒越细小、均匀、圆整;在3种成型工艺中,半固态挤压铸造的综合力学性能相比来说最好,半固态普通铸造次之,铸态普通铸造最差.     

工艺参数对半固态AZ91D镁合金微观组织和性能的影响

通过自行设计制造的一套半固态镁合金机械搅拌装置,研究了半固态制浆工艺与组织及性能之间的关系.结果表明,半固态镁合金的力学性能随剪切速率的增大和剪切时间的延长而增加.在剪切温度570℃,剪切速率79.7s-1.剪切时间240 S就可以获得性能良好的半固态镁合金浆料.     

搅拌工艺参数对半固态AZ91D镁合金流变性能的影响

通过自行设计制造的一套半固态镁合金机械搅拌装置，制备了AZ91D镁合金半固态浆料，研究了工艺参数对半固态镁合金流变性能的影响。结果表明，适合镁合金的半固态温度为560～570℃，其相对应的固相体积分数为41％～48％。在剪切速率为79．75s^-1、剪切时间为240s时就可使半固态镁合金获得良好的流变性能。     

机械搅拌法制备半固态镁合金的研究

采用机械搅拌法制备了AZ91D半固态镁合金浆料,研究了不同剪切温度(固相分数)、剪切速率和剪切时间对半固态镁合金微观组织的演变规律.结果表明,剪切温度为570～580℃时,可获得细小、分布均匀的球状组织.剪切速率越高,越容易获得细小、圆整和均匀分布的半固态组织.     

机械搅拌法制备半固态铝合金的研究

通过自行研制开发的新型半固态连续机械搅拌设备,制备了半固态铝合金浆料,研究了不同温度、搅拌速率、搅拌时间、冷却速率下半固态组织的变化规律.结果表明,制备浆料的温度越低,搅拌速率越大,搅拌时间越长,冷却速率越快,固相颗粒越细小、均匀、圆整.制备半固态Y112铝合金非枝晶组织的理想工艺参数:搅拌温度为570～575℃、搅拌时间为5 min、搅拌速度为600 r/min.     

半固态流变压铸AZ91D镁合金的组织与性能

采用自行研制的镁合金半固态流变压铸成形机组 ,研究了半固态制浆工艺与组织及性能之间的关系。结果表明 ,镁液浇注温度越高 ,制浆搅拌的剪切速率越高 ,或搅拌机的筒体温度越高 ,半固态非枝晶组织的固相率越低。所制备的AZ91D镁合金半固态组织细小、圆整 ,晶粒度为 3 0～ 5 0 μm ,半固态流变压铸试样的抗拉强度和伸长率比液态压铸试样有显著提高。     

半固态镁合金制浆工艺与组织特征

采用自行设计制造的半固态镁合金机械搅拌装置,制备镁合金半固态浆料,研究了搅拌工艺参数对半固态镁合金组织的影响。结果表明,搅拌速率、静置时间和搅拌温度对半固态组织影响很大,搅拌速率在1 000 r/min时,静置时间为5～10 min,搅拌温度在560～580℃时,获得的组织均匀细小。搅拌速率过大,晶粒尺寸反而有所增大;静置时间影响半固态组织中固相晶粒的长大;搅拌温度影响固相率,从而也影响到固相晶粒的圆整度。     

半固态A356铝合金流变特性研究

用自行研制的同轴圆柱旋转流变仪对半固态A356铝合金浆料的流变特性及组织演变进行研究.结果表明:等温剪切时,浆料稳态表观粘度随着剪切速率的增大而下降,半固态A356铝合金具有明显的触变性.在连续冷却条件下,半固态浆料的表观粘度随着温度的降低而先缓慢后迅速增大,冷却速度显著影响半固态A356铝合金的表观粘度,降低冷却速度,由于搅拌充分而导致表观粘度明显下降.显微结构分析也可以反映出剪切速率、温度和冷却速度对表观粘度的影响规律.     

低碳钢芯奥氏体不锈钢代用焊条的研究

采用半固态流变压铸成形工艺，研究了高剪切速率双螺杆机械搅拌制浆机中剪切速率对半固态镁合金浆料质量的影响规律。试验表明，在其它工艺参数相同的条件下，随着螺杆剪切速率的增大，半固态浆料的固相率降低，初生α-Mg相晶粒平均尺寸减少，剪切速率高于2730s^-1时，晶粒的圆整度变化不大；剪切速率低于1365s^-1时，组织形态明显恶化。     

变温搅拌制备AlSi7Mg合金半固态浆料的研究

采用变温机械搅拌方法制备Al Si7Mg合金半固态浆料,研究了冷却速度、剪切速率对浆料组织的影响,探讨了强制对流条件下半固态浆料中球状初生相的制备机理。结果表明:在强制对流机械搅拌、剪切速率40 s-1,冷却速度0.12~0.25℃/s以及剪切速率20~80 s-1、冷却速度0.12℃/s条件下制备出近球状组织的Al Si7Mg合金半固态浆料。增加剪切速率对浆料组织形貌影响不大,冷却速度是决定半固态浆料组织形貌的关键因素。强制对流下的合金熔体,在保证合金熔体温度场、溶质场均匀性和合适的冷却速度条件下,初生相就会以球状晶的特定生长方式生长,从而获得满足流变成形的半固态浆料组织。     

水平机械搅拌6061合金半固态坯料组织性能研究

采用水平出料方式连续生产半固态浆料的装置,制备了6061铝合金半固态浆料,研究了搅拌温度、搅拌速度对半固态组织的影响,并且阐述了半固态对铝合金的强化机制。结果表明,搅拌温度过高或过低都对半固态组织不利,较为合适的温度是610℃左右;当搅拌速率越高时,半固态的晶粒越细小,越圆整,但过高的搅拌速率也易引入气体夹杂物;经过半固态处理的6061铝合金的力学性能比普通浇注试样有所提高。     

工艺参数对半固态镁合金表观粘度的影响

通过制备AZ91D镁合金半固态浆料,研究不同剪切速率、固相分数和搅拌时间对半固态镁合金AZ91D表观粘度的影响。结果表明,半固态镁合金表观粘度的大小随固相分数的增加而增加,随剪切速率的增大和剪切时间的延长而降低。在剪切温度570℃左右,其相对应的固相分数fs=0．41时较适合镁合金的半固态流变成形。剪切速率越大,合金浆料到达稳态的时间越短。     

锥桶式流变成形机制备A356铝合金半固态浆料的研究

采用自主研发的锥桶式流变成形机(TBR),研究了浇注温度、内锥桶转速及剪切温度对A356铝合金半固态组织的影响规律。结果表明,适当降低浇注温度、提高内锥桶转速或降低剪切温度,均有利于获得初生相颗粒细小、圆整、分布均匀的半固态组织;当浇注温度为660℃、内锥桶转速为500r/min、剪切温度为590℃时,获得了理想的半固态浆料,其初生固相颗粒平均直径为41μm,形状因子为0.89;半固态组织的形成受到枝晶破碎和枝晶抑制生长两方面因素的共同影响。     

铝合金半固态浆料LSPSF法在线制备

利用自主开发的剪切低温浇注式半固态浆料制备 (LSPSF) 工艺装置,研究了不同浇注温度和输送管转速对A356、A380铝合金半固态浆料组织的影响.结果表明,在输送管倾角为20°、浆料蓄积器温度为500 ℃、转管转速为90～150 r/min、浇注温度在液相线以上(30±10) ℃时,可以获得良好的近球形半固态浆料微观组织.经过实际试生产,证明LSPSF工艺效率高、性能稳定,可以实现铝合金半固态浆料的在线制备.     

连续冷却条件下半固态7075铝合金的流变性能

通过差示扫描量热法确定半固态7075铝合金温度与固相分数的关系,采用Couette型同轴双筒流变仪研究连续冷却状态下半固态7075铝合金浆料的表观黏度及其影响因素。结果表明:在连续冷却条件下,当剪切速率()不变时,冷却速率(v)越大,半固态7075铝合金浆料的表观黏度(ηa)越大;当冷却速率一定时,剪切速率越大,相同温度时半固态7075铝合金浆料的表观黏度越小。对半固态7075铝合金浆料的表观黏度与冷却速率、剪切速率及固相分数(fs)的关系进行数值拟合,为半固态7075铝合金成形的计算机模拟提供了依据:当剪切速率=61.235 s-1时,ηa=(0.21+0.18v)exp(3.99fs);当冷却速率v=4℃/min时,ηa=2.23exp(3.87)exp(-0.01fs)。     

机械搅拌制备半固态浆料固相颗粒形貌的研究

采用自行研制开发的新型转简式流变成形设备，通过改变不同的制浆工艺参数，研究半固态组织中固相颗粒的形貌特点，并对形成半固态固相颗粒的机理和固相颗粒的三维形貌进行了探讨？研究结果表明，在相同剪切速率条件下，连续冷却条件制备的半固态颗粒的形貌要比恒温条件的好，颗粒的圆整度高、尺寸小且均匀。机械搅拌作用下标准半固态固相颗粒的三维形状初步断定主要是近似椭球形。     

铝铅合金的半固态成形工艺研究

利用双筒式机械搅拌装置制备铝铅系难混溶合金。双筒式机械搅拌装置由一对带有螺纹的内外桶构成,当内筒旋转时在内外桶的缝隙形成剧烈的剪切应力场。通过控制桶的转速和内外桶缝隙可以获得0～153.45s-1的剪切速率,温度在0～1000℃之间任意调节。通过计算分析:铝铅合金的半固态流变成形温度区间为570～630℃,同时得到了铝铅合金的固相率随温度变化的关系曲线。此外还确定了转速与剪切速率的关系。并在温度为594℃,固相率为0.5时,采用不同的剪切速率制备铝铅合金锭料,来验证计算结果。理论和试验结果表明,通过机械搅拌的半固态成形技术,可以制备出铅颗粒均匀、弥散分布的铝铅难混溶合金。     

半固态A356合金触变铸造流变特性的研究

研究在压铸环境下,二次加热温度为570～580℃时,半固态铝合金触变铸造的流变特性。剪切速率在2×(103～104)s-1范围,半固态铝合金触变铸造过程呈现为伪塑性流体流变特性;当剪切速率大于106 s-1时,半固态铝合金触变铸造的流变特性为涨塑性;获得了基于幂定律的半固态铝合金(A356)触变铸造过程的流变方程以及由此得到的粘度模型。     

连续冷却条件下半固态AZ91D镁合金组织及流变特性

在自行设计的Couette型同轴双桶流变仪上对半固态AZ91D镁合金浆料的流变性能以及组织进行了研究。结果表明，连续冷却条件下，连续搅拌半固态AZ91D镁合金浆料的表面粘度随固相分数的增大先缓慢而后迅速增大。此外，冷却速率和剪切速率也都显著影响半固态AZ91D镁合金浆料的表面粘度，降低冷却速率和增大剪切速率，都将导致表观粘度下降，显微组织观察表明，降低冷却速率和增大剪切速率都有利于固相颗粒形态向非枝晶形态转变，从而导致表观粘度的降低。     

ZL101合金半固态二次加热

采用半固态合金二次加热，对半固态坯料施加合理的二次加热路径，重新获得适于后续加工的具有近球状固相颗粒均匀分布的半固态组织。采用功率为20kW，频率为30kHz的高频感应加热装置，研究了采用再熔融加热法制备的ZL101半固态合金坯料的二次加热过程。结果表明：为了获得适于最终成形的半固态组织，有必要把半固态坯料二次加热过程分为几个加热速率不同的加热阶段，然后在半固态温度区间某一需要加工温度下进行适度保温。通过实验给出了ZL101合金半固态坯料二次加热条件，并讨论了二次加热条件对半固态组织演化的影响。