半固态A356铝合金流变浆料的制备技术研究

利用行波电磁搅拌和低过热度浇注复合制备工艺成功地制备了A356半固态流变浆料。研究了浇注温度、搅拌功率和搅拌时间对A356铝合金的半固态浆料的影响。研究表明,该工艺可制备出符合流变成形所需的A356铝合金半固态浆料,浇注温度在液相线附近,搅拌功率越大,搅拌时间大于6s制备的A356半固态流变浆料中的初生α-Al越圆整,尺寸越细小。最佳工艺参数:搅拌温度为630℃,搅拌功率为1.2kW,搅拌时间为6s。     

含钪A356铝合金半固态浆料的制备及组织分析

采用近液相线浇注法,通过在A356铝合金中加入Al-Sc中间合金得到了含Sc的A356铝合金半固态浆料。研究了Sc含量、保温时间以及浇注温度对A356铝合金半固态组织的影响;探索了Sc含量对共晶Si相形貌的影响。研究结果表明,A356铝合金加入0.2%的Sc在625℃保温10 min可制备具有近球状、细小、均匀颗粒的半固态浆料;随着Sc含量的增加,共晶Si的形貌由板条状逐步转变为纤维状,分析认为这与Sc在Si晶粒中诱发的孪晶有关。Sc和Al的共晶化合物Al3Sc在基体组织中弥散分布,促进了A356半固态组织的细化。     

新复合工艺制备A356.2合金半固态坯料

采用近液相线浇注和新SIMA法相结合的新复合工艺制备A356.2合金半固态坯料,观察和分析各工艺参数下试样的显微组织特征,探讨组织演变机制。实验结果表明,在铸模水冷、浇注温度615℃下进行近液相线浇注,获得的试样显微组织较好;等径角挤压使晶粒发生明显的变形和破碎,可累积大量的变形能;保温处理过程中,随着保温温度升高和保温时间延长,液相增多,晶粒粗化,圆整度提高。     

A390合金近液相线法处理中初生硅形态的演变

采用A390合金为试验原料,通过改变、控制浇注温度、保温时间和冷却速度,研究了在近液相线区不同温度（620°～695°）、不同保温时间（10min-70min）下获得半固态合金坯料组织的演变规律及变化机理。结果表明：在635°～650°,保温40min～55min,能够得到细小、均匀、圆整的颗粒状初生硅组织。因此,仅通过控制近液相线法铸造的工艺参数便可改善A390合金半固态坯料中初生硅的尺寸和形貌,这是获得半固态坯料的一种简单、高效和低成本的方法。     

双层金属管用半固态坯料制备及二次加热

采用机械搅拌的方法制备半固态浆料,利用专门的制坯模按照预定尺寸制得能够使用于挤压成形双层金属管的半固态AZ91镁合金棒料和A356铝合金坯料,研究制备工艺以及二次加热温度及保温时间对半固态坯料微观组织的影响.通过组织分析,对双层金属管用AZ91镁合金坯料和A356铝合金坯料的触变性进行了研究.结果表明,双层金属管用AZ91镁合金坯料最佳尺寸为24 mm,二次加热温度为560 ℃,保温时间为21 min;A356铝合金环状坯料最佳尺寸壁厚为8 mm,二次加热温度为600 ℃,保温时间为20 min时,此时能得到适合于进行半固态触变成形的球化组织.     

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.     

Al-Sc共晶反应对半固态A356合金初生α相的影响

利用低过热度浇注和等温保温技术制备了半固态A356-Sc铝合金浆料,研究了Sc对所制备的半固态A356铝合金初生α相形貌和尺寸的影响。结果表明:细化处理的半固态A356-Sc铝合金经低过热度浇注和等温保温可制备具有球状和颗粒状初生α相的浆料,稀土Sc可显著改善A356铝合金中初生α相的尺寸和形貌。获得了制备半固态A356-Sc合金浆料合适的工艺条件:Sc加入量为0.6 mass%,保温温度为630℃,保温时间为200 s,此时,初生α相的等效圆直径达到36.48μm,平均形状因子为0.85。探讨了Al-Sc共晶反应对半固态A356铝合金初生α相细化机理。     

近液相线法铸造非枝晶A356合金组织与成形性能

用近液相线半连续铸造法制备出具有等轴晶粒的半固态A356合金坯料，合适的铸造工艺为铸造温度615℃，保温20min,铸造温度120mm/min，冷却水流量0.086m^3/min，在电阻炉加热的条件下，半固态A356合金坯料的重熔加热温度场均匀，合适的加热温度为580-590℃，在模具温度400-600℃的条件下，触变成形汽车发动机用轴瓦盖热处理后的σ值达到290.2MPa，δ5达到12.9%。     

SIMA法工艺参数对半固态5083合金组织及成分偏析的影响

采用大挤压比热挤压为预变形方式的SIMA法制备了5083铝合金半固态坯料,研究了挤压比、等温热处理温度与保温时间等工艺参数对半固态坯料微观组织演变的影响,并通过SEM和能谱线扫描分析了等温热处理温度对5083铝合金主要元素成分偏析的影响规律。结果表明,SIMA法制备5083铝合金半固态坯料的微观组织受工艺参数影响较大,当挤压比为17.36,等温温度为605～610℃,保温时间为15～20min时,可以获得较理想的5083半固态坯料。另外,5083铝合金中Mn元素的分布基本不受等温热处理温度影响,但Al、Mg元素的分布受温度影响较大,等温温度越高,偏析越严重;在晶界处偏析的低熔点相主要由Mg元素构成。     

近液相线半连续铸造过程中A390合金初生硅的形成机理

采用近液相线半连续铸造技术制备A390合金坯料,对铸锭显微组织进行金相观察,采用图像分析软件Image-ProPlus计算晶粒尺寸,研究浇注温度从高于液相线(650℃)100℃至10℃范围内变化对A390合金初生硅尺寸形貌的影响。结果表明:近液相线半连续铸造时,较低的浇注温度以及较均匀的温度场有利于均匀形核,同时减小熔体中Si的浓度梯度,从而消除Si原子聚集成团的条件,抑制初生硅的生长;因此,仅控制近液相线半连续铸造的工艺参数即可改善A390合金半固态坯料中初生硅尺寸形貌,这是制备过共晶铝硅合金半固态坯料的简单、可行、高效和低成本的方法。     

浇注温度和细化剂对半固态A356合金组织的影响

采用低温铸造和晶粒细化复合工艺制备A356合金半固态坯料,研究了浇注温度和细化剂(Al-5Ti-1B)添加量对半固态坯料组织的影响。结果表明,随着浇注温度从715℃降到635℃,α-Al晶粒形貌从树枝晶向蔷薇状形态再到等轴晶组织变化,浇注温度越低,晶粒越细小圆整。当浇注温度降到615℃时,晶粒开始出现粗化和不均匀。在相同温度下,随着晶粒细化剂添加量的增加,晶粒更加细小,但细化效果随着添加量的增加变得不明显。当浇注温度低于635℃时添加细化剂,晶粒尺寸和形貌无明显变化。低过热度浇注和晶粒细化复合工艺制备A356合金半固态坯料的最佳工艺条件是:浇注温度为635~655℃,细化剂添加量为0.1%~0.2%。     

Effect of pouring temperature on fractal dimension of primary phase morphology in semi-solid A356 alloy

The fractal dimensions of primary phase morphology in semi-solid A356 alloy prepared by low superheat pouring and slightly electromagnetic stirring were calculated, and the effect of pouring temperature on fractal dimension of primary phase morphology in semi-solid A356 alloy was researched. The results indicate that it is feasible to prepare semisolid A356 alloy slurry by low superheat pouring and slightly electromagnetic stirring, and there is an important effect of pouring temperature on the morphology and the grain size of the primary phase in semi-solid A356 alloy, in which the reduction of pouring temperature can obviously improve grain size and shape factor of primary phase in semi-solid A356 alloy under the condition of a certain stirring power. The primary phase morphology of semi-solid A356 alloy prepared by low superheat pouring and slightly electromagnetic stirring can be characterized by fractal dimension, and the primary phase morphology obtained by the different processing parameters has the different fractal dimensions. Solidification of semi-solid alloy is a course of change in fractal dimension.     

A356合金连杆半固态挤压铸造工艺参数的优化

基于ProCast2008软件平台,用其自带的非牛顿流体模型Power Law Cut-Off (PLCO)来建立流动模型,对A356合金连杆半固态挤压铸造铸造的充型和凝固过程进行了数值模拟.研究了浇注温度、冲头速度、模具预热温度等主要工艺参数对连杆半固态挤压铸造铸件成形品质的影响规律,获得了连杆半固态挤压铸造铸造的合理工艺参数:浇注温度为576～583℃、模具温度为200～250℃、冲头速度为0.1-0.5 m,s-1.在该工艺参数下进行成形,金属浆料填充平稳,凝固时间较短,挤压铸件缺陷少.     

挤压铸造半固态A356铝合金的组织与力学性能

采用低温铸造方法制备A356铝合金半固态坯料.在200 t立式油压机上用挤压铸造方法将A356铝合金半固态浆料挤压成件.研究挤压铸造件的微观组织、力学性能,并与液态挤压铸造件进行比较.结果表明,A356铝合金半固态挤压铸造件组织由球形及椭圆形α-Al晶粒和α+Si共晶成分组成,且制件充型完整、无宏观缩孔、组织致密.在比压48.7 MPa,浇注温度575℃,保压时间3s条件下成形的半固态挤压铸造件的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别达到278 MPa、225 MPa、13.2％,相比于在比压48.7 MPa,保压时间3s,710℃液态挤压铸造件性能分别提高了8.6％、8.2％、24.5％.A356铝合金半固态挤压铸造成形件具有较高的综合力学性能.     

铝合金端盖件压铸工艺的数值模拟

运用铸造模拟软件Procast对一模四腔的A356铝合金压铸零件进行数值模拟,分析铸件的充型凝固过程,预测缺陷。结果显示：在压射速度为2．5m／s,浇注温度为650℃,模具温度为240℃的条件下四腔同时充填,充型平稳,排气良好,得到充型完整、无缩松缩孔、气孔倾向小的铸件。     

液态模锻工艺参数对新型铝合金机械端盖件性能的影响

采用液态模锻工艺,对Al-10Si-0. 8Ti-0. 5In新型铝合金机械端盖件进行了成形,并对不同浇注温度和压力下成形件的耐磨损性能和耐腐蚀性能进行了测试与分析。结果表明:随着浇注温度的升高和压力的增大,试样的磨损体积和单位面积质量损失量先逐渐减小再缓慢增大;与640℃浇注温度相比,680℃浇注时,试样的磨损体积和单位面积质量损失量分别减小了46. 88%和46. 15%;与150 k N压力相比,300 k N压力下,试样的磨损体积和单位面积质量损失量分别减小了48. 88%和53. 33%。Al-10Si-0. 8Ti-0. 5In新型铝合金机械端盖件试样的液态模锻工艺参数优选为:浇注温度为680℃、压力为300 kN。     

A356铝合金轮毂铸造工艺的模拟研究

铝合金轮毂作为汽车轻量化的重要零部件,对其成形工艺和性能提出了更高的要求。采用ADSTEFAN模拟软件探索用液压机加压铸造的方法制造A356铝合金轮毂的最佳工艺。对比分析了不同模具温度、浇铸温度对铸件充型完整性的影响,并且预测了易发生缺陷的位置。结果表明450℃左右的模具温度,650～700℃的浇铸温度有利于充型完整。     

Effect of yttrium on the microstructure of a semi-solid A356 Al alloy

The semi-solid slurry of an A356 Al alloy,which was grain-freed by yttrium,was manufactured by low temperature pouring.The effects of grain-refining on the morphology and the grain size of the primary α phase in the semi-solid A356 Al alloy were researched.The results indicate that the semi-solid A356 Al alloy with particle-like and rosette-like primary α-Al can be prepared by low temperature pouring from a liquid grain-refined A356 alloy.The grain size and particle morphology of primary α-Al in the A356 Al alloy are markedly improved by the addition of 0.5 wt.% Y.The fining mechanism of Y on the morphology and grain size of the primary α-Al in the semi-solid A356 Al alloy was delved.     

倾斜板制备半固态7A09合金坯料的研究

以浇注温度、倾斜板预热温度、倾斜角度为研究因素,进行了倾斜板法制备7A09合金半固态坯料的正交实验。结果表明,浇注温度660℃,倾斜板预热温度150℃,倾斜板倾斜角度60°是较为理想的工艺参数;浇注温度是晶粒细化最主要的影响因素;控制合适的工艺参数可获得细小、均匀的初生相颗粒。     

双超声场对A356半固态浆料凝固组织的影响

试验研究了双超声场中,施振温度和处理区域距离,对流经处理区的A356铝合金半固态浆料凝固组织的影响规律。结果表明,双超声场对凝固组织的细化、球化效果较好。浇注温度为630℃并施振所获得的金相组织晶粒最细小,球化最均匀。而随着施振温度升高,晶粒反而变得粗大。同时,由于超声波的衰减,当处理区域距离为5mm时,获得的组织最好。