汽车零件半固态流变成形工艺研究

研究了汽车零件半固态流变成形工艺,包括制备半固态浆料和流变压铸成形.结果表明,对于ZL201合金,在液相线温度附近(650℃)施加电流为300A,频率为50 Hz的电磁场搅拌,能够获得均匀、细小、近球形非枝晶组织的半固态浆料;对于实验零件,当模具冲头的速度为0.01 m/s时,半固态浆料充型平稳,能够获得完整、轮廓清晰、内部组织致密的零件.     

不同温度场下半固态铝-稀土合金初生相形貌

利用Fluent软件主要研究半固态A356稀土合金熔体在施加电磁搅拌后的温度场分布规律以及电磁场对半固态A356稀土合金熔体中初生α相形貌演变的影响。结果表明:在电磁搅拌相同时间(15 s)、不同频率下,熔体在40 Hz时的温度场较5 Hz、15 Hz和30 Hz时的分布更加均匀;半固态A356-Yb合金熔体经620℃浇注,在电流频率30 Hz时搅拌15 s,并在590℃保温10 min,初生相的平均等积圆直径为62.3μm,平均形状因子为0.78,此时,晶粒最圆整细小,组织形貌最佳。     

倾斜冷却剪切流变参数对半固态AlSi9Mg合金组织的影响

利用自制的实验装置研究倾斜式冷却剪切流变技术制备半固态AlSi9Mg合金.结果表明:合金熔体在倾斜冷却板表面非均匀形核并受到重力和振动力的剪切作用,初生α(Al)逐渐从枝晶网络演化为细小的球状或粒状晶;控制浇注温度在600℃、倾斜板长度在600 mm、振动频率在50 Hz时可以获得组织良好的半固态合金熔体,合金熔体中初生α(Al)的平均晶粒尺寸为50μm,形状因子为0.71;机械振动能显著细化AlSi9Mg合金组织,随着振动频率的提高,初生α(Al)明显细化,圆整度也随之提高.     

支架零件半固态触变压铸成形工艺研究

研究了支架零件半固态触变压铸成形工艺,包括半固态坯料的制备、二次加热和压铸成形等.结果表明:采用低频电磁搅拌半连续铸造工艺制备半固态坯料,当电磁场频率为30 Hz时,能够获得均匀、细小的非枝晶组织;采用高温二次加热工艺,当坯料温度为640℃时,可获得适合半固态触变成形的均匀、近球形组织;半固态浆料以0.1 m/s低速通过内浇口,在充型20％进行1m/s高速切换后,能够获得充型完整、轮廓清晰、内部组织致密的半固态压铸成形件.     

SCR技术制备半固态合金非枝晶组织形成机制

采用单辊搅拌冷却技术制备A2017半固态合金,对半固态合金非枝晶的形成及演变过程进行了研究.结果表明,随着合金熔体浇注温度的降低或者辊靴行腔高度的减小,半固态合金组织逐渐从粗大的枝晶转变为细小的等轴晶.从辊靴行腔入口到出口,靠近靴子面侧半固态合金组织依次为枝晶、退化枝晶和等轴晶,而靠近工作辊面侧合金组织主要为细小的等轴晶和球形晶.合金组织的演变过程为合金熔体首先在靴子和工作辊内表面凝固形核并长大成枝晶,在工作辊的剪切搅拌作用下,枝晶从辊靴表面破碎脱落进入熔体,在工作辊对高固相率半固态合金的剪切搅拌下,枝晶进一步发生断裂破碎最终形成细小的等轴晶和球形晶.     

AlSi9Mg合金在近液相线区保温过程中枝晶组织的演变

采用AlSi9Mg合金为试验原料，通过改变、控制浇注温度和半固态保温时间，研究了在近液相线区不同温度、不同保温时间下半固态合金的组织演变规律及成因。结果表明：随着保温时间的延长，合金固相显微组织逐渐从最初的树枝晶经蔷薇状形态向颗粒状晶粒转变。在605℃保温30-40min时，得到的细小、均匀、圆整的颗粒状非枝晶组织，满足半固态加工要求。     

ZL201合金半固态触变压铸的组织与性能

研究了ZL201合金半固态触变压铸组织与性能,包括半固态坯料的制备、二次加热、压铸成形和成形件的热处理.结果表明:采用低频电磁搅拌半连续铸造制备的ZL201合金半固态坯料的微观组织为均匀、细小的非枝晶,在630℃下保温20 min可获得均匀的近球形二次加热组织.半固态压铸件的组织为较大的棒状、近球状的初生固相和由细小枝晶、等轴晶组成的二次固相,而且组织致密、内部无气孔.半固态压铸件经过535℃固溶9h和175℃时效6h处理后,硬度最大为HV 116.6.     

电磁振荡频率对上引连铸Cu-15Ni-8Sn合金组织及逆偏析的影响

通过在上引连铸Cu-15Ni-8Sn(质量分数,%)合金过程中施加电磁振荡,研究了电磁振荡频率对合金凝固组织及逆偏析的影响。结果表明:当施加的电磁振荡频率为10或30Hz时,合金的宏观凝固组织发生了柱状晶到等轴晶的转变,微观凝固组织由树枝晶转变为蔷薇状组织;当电磁振荡频率从30 Hz增加到50 Hz时,宏观凝固组织又逐渐转变为柱状晶,微观凝固组织也随之转变为发达的树枝晶。电磁振荡频率为10和30 Hz时形成的等轴晶组织有利于改善合金中Sn元素的逆偏析。电磁振荡使合金熔体中产生往复强制对流,10或30 Hz频率的电磁振荡引起的宽幅往复流动使固液界面前沿温度场和溶质场均匀,有利于形成等轴晶,并促使枝晶折断,形成游离晶,消除定向枝晶通道,从而抑制了逆偏析。而在50或100 Hz频率下,电磁振荡频率过高形成了窄幅往复流动,不能有效折断枝晶、达到细化晶粒的目的,从而减弱了抑制逆偏析的作用。     

电磁场频率对4045合金CREM 铸锭微观组织的影响

采用CREM铸造工艺制备4045铝合金铸锭,在10 Hz～50 Hz范围内调整交变电流的频率,间隔为5 Hz,通过光学显微镜观察电磁场频率对4045铝合金微观组织的影响.结果表明,电磁场频率时晶粒的细化有重要影响,在电磁场作用下,晶粒发生细化,晶粒尺寸趋向均匀,但是在不同电磁场频率的条件下得到了不同的细化组织,只有适当的电磁场频率才能得到最佳的细化效果,当频率为20 Hz时,合金铸锭的微观组织为最佳,等轴晶数目最多,晶粒尺寸和分布均匀.     

电磁搅拌法制备铝合金半固态坯料的研究

分别研究了搅拌电流及搅拌频率对2A50铝合金半固态坯料中心及边缘位置微观组织的影响规律。结果表明：无搅拌电流及搅拌频率时,坯料的微观组织主要由粗大的树枝晶组成,部分枝晶臂长度甚至超过200 μm,不能用于半固态成形。随着搅拌电流或搅拌频率的增加,中心与边缘位置的平均晶粒尺寸均不断减小并在搅拌电流超过30A或搅拌频率超过30Hz时略有增加；中心与边缘位置的形状因子都不断增加并逐渐趋于平缓,但当搅拌电流为40A或搅拌频率为40Hz时略有下降；同时,中心与边缘位置微观组织的均匀性越来越好。在搅拌电流30A、搅拌频率30Hz条件下,能够制备出平均晶粒尺寸和形状因子分别为75.6 μm及0.73的具有理想微观组织的半固态坯料。     

Microstructures of AZ91D alloy solidified during electromagnetic stirring

With the help of an electromagnetic stirring device self-made and alloy melt quenching technology, the effect of electromagnetic stirring parameters on the microstructures of semi-solid AZ91D alloy was mainly studied at the stirring frequency of 200 Hz. The experimental results show that when the stirring power rises, the primary α-Mg rosettes in the semi-solid melt will bear stronger man-made temperature fluctuation and the root remehing effect of the dendritic arms is promoted so that the spherical primary α-Mg grains become much more and rounder. If the stirring frequency is 200 Hz, the ideal semi-solid microstructure of AZ91D magnesium alloy can be obtained when the stirring power is increased to 6.0 kW. If the stirring frequency is 200 Hz and the stirring power is 6.0 kW, it is found that the lower cooling rate is favorable for the spherical primary α-Mg grains to be developed during the electromagnetic stirring stage. If the AZ91D magnesium alloy billet prepared during electromagnetic stirring at the stirring frequency of 200 Hz and the stirring power of 6.0 kW is reheated to the solidus and liquidus temperature region,the primary α-Mg grain‘s shape will get more spherical, so it is very advantageous to the semi-solid thixoforming process     

Effect of low-frequency electromagnetic field on the as-cast microstructure of a new super high strength aluminum alloy by horizontal continuous casting

1. Introduction Super-high strength aluminum alloys are very important materials in military and aerospace industries, because of its light density, super high strength, and good hot work ability. With the development of military and aerospace industries higher strength and better overall property are needed [1-3]. How to improve strength and overall property has been the focus of research recently. For Al-Zn-Mg-Cu alloys, higher alloying element content and higher precipitate density will r…     

Semi-solid extrusion of aluminum alloy ZL116

The semi-solid forward-extruding feasibility of reheated ZL116 alloy cast by the near-liquidus semicontinuous casting process was studied by analyzing the microstructures and properties of forward-extruded bars. The results show that the microstructure of the ZL116 alloy billets cast by near-liquidus semi-continuous casting is mainly made up of homogeneous, fine global- or rosette-shaped grains. The microstructure of the billets, reheated and held at 575℃, contains stable and net-spherical grains which are suitable for semi-solid thixoforming. The semi-solid forward-extruded bars of the ZL116 alloy billet are facially smooth, microstructurally fine and homogeneous. Therefore the feasibility of semi-solid forward-extrusion of ZL116 alloy is thus excellent.     

电磁搅拌法制备半固态浆料过程中电磁场的数值模拟

建立了电磁搅拌法制备半固态金属浆料电磁场的计算模型,采用商用ANSYS软件对电磁场分布进行了数值模拟,分析了线圈和坩埚间的缝隙、坩埚材质、电流和频率对磁感应强度的影响规律,并进行了相应的试验验证.研究结果表明,电磁场模拟结果与试验结果具有较好的一致性,验证了计算模型与软件算法的可行性.在电磁力的作用下,铝合金熔体在水平方向上产生旋转运动,由于感应电流的集肤效应,合金熔体中的电磁力由外向内依次减小;磁感应强度随频率的增大而依次减小,随电流的增大而依次增大;在选用不锈钢坩埚,坩埚和线圈间缝隙为5 mm时可以使铝合金熔体获得的磁感应强度最大;在电流为50 A,频率为10 Hz时电磁搅拌法可以获得更加细小均匀的半固态组织.     

转动输送管制备半固态A380浆料研究

采用转动输送管流变制浆工艺生产A380,获得了符合金属半同态加工要求的细小、近球状的非枝晶组织.主要考查了不同的浇注温度和输送管转动速度对合金微观组织形成过程的影响.结果表明,采用转动输送管技术可以制备具有良好组织的A380合金半固态浆料,适量提高输送管转动速度或降低浇注温度,半固态组织的同相颗粒会变得细小、均匀和圆整.     

电磁场频率对电磁铸造7075铝合金微观组织的影响

观察了电磁场频率对电磁铸造705铝合金圆锭（直径为200mm)微观组织的影响；在10－100Hz范围内采用不同的电磁场频率通过电磁铸造工艺制得7075铝合金铸锭，分析其微观组织及合金元素分布情况，结果表明，电磁场频率的发言为可显著影响熔体的凝固组织，频率为30Hz时可最有效地抑制宏观偏析，改善铸锭的表面质量，15Hz时能够更有效地细化晶粒。     

低频电磁场对7050铝合金铸锭组织的影响

通过在常规半连续铸造过程中施加低频电磁场的方法制备了直径为162mm的7050铝合金铸锭,研究了电磁场对铸锭铸态组织的影响。结果表明,低频电磁场对7050铝合金铸态晶粒尺寸和组织形貌具有显著的影响。施加磁场后铸锭组织变得非常均匀、细小,平均晶粒尺寸由230μm细化至42μm左右,晶粒形貌由粗大枝晶转变等轴晶。电磁场频率和强度对晶粒细化具有重要的影响。对于低频电磁铸造162mm的7050铝合金铸锭,最佳电磁场参数:电磁场频率为25Hz,磁场强度为12800～16000At。     

高性能复合材料铝基体的电磁搅拌半固态制备工艺

研究了低频旋转电磁场作用下,搅拌制度、搅拌时间、搅拌频率及搅拌电流对高性能复合材料AA7090合金基体半固态组织的影响。结果表明：无论是等温搅拌还是降温搅拌,其搅拌工艺参数对平均晶粒尺寸的影响规律完全相同：最佳工艺参数均为搅拌频率为6Hz、搅拌电流550A、搅拌时间为25min。但是,降温搅拌效果普遍优于等温搅拌。