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.     

高剪切熔体处理下半固态A357合金浆料的组织特征研究

以A357铝合金为试验材料,利用双螺旋流变制浆设备进行了半固态浆料的制备工艺研究。考察了高剪切熔体处理,也即高强度的搅拌剪切和高强度的紊流作用下,搅拌速度和搅拌时间对铝合金非枝晶组织的形成以及组织特征的影响。结果表明:随着搅拌速度的提高,坯料组织中初生α-Al晶粒尺寸减小,形状变得圆整均匀,但是固相体积分数逐渐减小,搅拌速度的增大对球晶的生长起到了抑制作用;熔体在双螺旋设备中的凝固主要经历了连续冷却以及等温剪切两个过程,搅拌时间越长,晶粒越圆整均匀,尺寸越大,但晶粒密度会急剧下降,总的固相分数不会发生明显变化。     

半固态加热工艺对7075合金组织与性能的影响

利用应变诱发熔化激活法(SIMA)制备了7075铝合金半固态坯料。研究了半固态加热温度与保温时间对7075铝合金半固态坯料显微组织及压缩性能的影响。结果表明:半固态等温温度越高,球形率越好,液相率越高,初生α-Al固相颗粒的尺寸呈先降后升的趋势,而坯料的抗压强度则呈与之相反的趋势,等温温度595~610℃时达到理想状态;随着保温时间的延长,初生α-Al固相颗粒的球形率越好,颗粒尺寸逐渐增大,液相率无明显变化,而坯料的抗压强度呈先升高后略微下降的趋势,保温时间15~30 min时达到理想状态;在595℃保温30 min时,获得的7075铝合金半固态坯料的初生固相颗粒均匀、细小、圆整,抗压强度可达426.82 MPa。     

MSMT法制备Al-6．6Si铝合金半固态浆料保存过程中组织演变的研究

采用分散混合流变制浆技术(MSMT法)制备Al-6.6Si铝合金半固态浆料,主要分析研究了合金浆料保存过程中冷却速率、保存时间时浆料组织的影响规律.实验结果表明,冷却速率越大,浆料组织中初生相越细小,圆整度降低,而且冷却速率过大,初生相界面发生失稳,有向枝晶演变的趋势,降低浆料的流动性;保存时间主要影响浆料组织中初生相的形貌,随着保温时间的延长,初生相的圆整度提高,而且初生相尺寸有所增大.     

SIMA法工艺参数对7075铝合金半固态组织的影响

利用应变诱发熔化激活法(SIMA)制备了7075铝合金半固态坯料。分别研究了变形程度、半固态加热温度与保温时间对7075铝合金半固态坯料显微组织的影响。结果表明:变形程度越大,再结晶形核率越高,获得的半固态固相颗粒越均匀、细小;半固态加热温度越高,则半固态组织的固相颗粒越细小,液相率越高;当保温时间为30 min时,固相颗粒球化最好、最均匀。     

机械振动法制备铝合金半固态浆料的研究

研究了利用机械振动法制备铝合金半固态浆料的新工艺。首先进行水模拟实验，研究机械振动条件下容器中液体的对流运动情况，然后进行振动制备ZL101铝合金半固态浆料实验，获得了初生晶粒细小、圆整度好的半固态浆料。实验选取振动频率（振幅）和保温时间两个参数，研究了它们对晶粒形状系数以及晶粒尺寸的影响规律。结果发现，初生晶粒的形状系数随着保温时间的延长，先是有所增大，然后由于晶粒的合并长大而下降；振动的振幅越大，晶粒越圆整，形状系数越大。初生晶粒的尺寸随着振幅的增大而减小，随着保温时间的延长而增大。     

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)。     

A356铝合金半固态浆料在连续冷却、等温保温及随炉冷却过程中的组织演变

采用自孕育法制备A356铝合金半固态浆料,通过光学显微镜、扫描电镜、能谱及电子探针研究浆料在连续冷却、等温保温及随炉冷却过程中的组织及成分变化。结果表明:采用自孕育法能够制备出初生α-Al晶粒细小且分布均匀的非枝晶半固态浆料;浆料在连续冷却过程中,初生α-Al晶粒逐渐长大并圆整,固相体积分数逐渐增大。浆料等温保温初期初生α-Al晶粒逐渐长大并圆整,晶粒长大速率符合D_t~3-D_0~3=Kt动力学方程;过长的保温时间会使晶粒合并而恶化组织。随炉冷却过程中较慢的冷却速率使剩余液相无法独立形核,浆料剩余液相主要通过初生α-Al晶粒稳定生长以及共晶反应而实现凝固;随着随炉冷却时间的延长,Mg完全扩散至晶内,晶内Si含量逐渐增加。     

半固态ZL101合金初生相在固液区间等温保温时形貌演变

研究了半固态ZL101铝合金初生相在固液相区等温保温下初生相形貌的演变,探讨了工艺参数对ZL101铝合金初生相在固液相区等温保温的影响。结果表明,在不同的保温温度下,随着保温温度的降低,ZL101铝合金的初生相形貌逐渐变好,尺寸变小;在相同的保温温度和不同的保温时间下,随着保温时间的延长,其初生相形貌逐渐圆整,颗粒尺寸仍较细小;浇注温度对初生相形貌及等温时的转变影响较大。获得了低过热度浇注制备半固态ZL101铝合金浆料合适的工艺参数。     

电磁搅拌参数对半固态ZA43合金组织的影响

研究了电磁搅拌参数对半固态ZA43合金组织的影响。结果表明,搅拌功率越大,晶粒越细化,达到的效果越好。当搅拌温度较高时,合金熔体中初生相较少;搅拌温度较低时,初生相容易异常长大和团聚,晶粒尺寸增大。搅拌时间较短时,初生相难以被打碎而圆整,组织呈现大块玫瑰状;搅拌时间过长,大多数初生相易聚集长大,导致晶粒尺寸变大。搅拌温度为538~540℃,搅拌时间为8~10 min时,制备的半固态ZA43合金熔体组织较细小。     

搅拌工艺对半固态Y112铝合金组织及性能的影响

采用自行研制的机械搅拌装置,研究了不同工艺参数对半固态Y112铝合金组织及性能的影响.研究表明,搅拌温度越高,搅拌速度越大,固相颗粒越细小、均匀和圆整,其抗拉强度与伸长率越高;但温度太高,固相颗粒会熔化,抗拉强度及伸长率也降低;随搅拌时间的延长,固相颗粒先变得细小、均匀和圆整,然后长大,抗拉强度、伸长率先升高后降低.     

加热工艺对冷轧6061合金半固态显微组织的影响

基于SIMA法,采用冷轧+半固态热处理工艺制备出6061铝合金半固态坯料。研究了半固态加热温度和保温时间对6061铝合金半固态坯料显微组织的影响。结果表明:随半固态加热温度的升高,α-Al固相颗粒的球形率增大,液相率升高;保温时间在0~15 min内,随保温时间的延长,α-Al固相颗粒越圆整、分布越均匀,液相率越高;当保温时间超过15 min后,α-Al固相颗粒尺寸逐渐增大,颗粒有簇聚的趋势,而液相率变化不明显;优化的加热工艺参数为630℃保温15 min,可获得6061铝合金半固态坯料理想的显微组织。     

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筒式流变成形设备,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、尺寸小且大小均匀.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.     

弱电磁搅拌制备Al-Zn-Mg-Cu大体积铝合金半固态浆料EI北大核心CSCD

采用不超过1kW/kg的搅拌功率制备出7A04铝合金大体积半固态浆料,研究浇注温度、搅拌功率和搅拌时间对7A04铝合金大体积半固态浆料组织的影响。结果表明:在本实验条件下,随着浇注温度的降低、搅拌功率的增加和搅拌时间的延长,7A04铝合金大体积半固态浆料初生α(Al)的晶粒尺寸变得细小,晶粒平均圆整度先增加后保持平稳;在浇注温度650℃、名义搅拌功率0.6kW/kg和搅拌时间40s条件下可以制备出初生晶粒平均直径为73.5μm、平均圆整度为0.57的7A04大体积铝合金半固态浆料。     

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。     

弱电磁搅拌制备Al-Zn-Mg-Cu大体积铝合金半固态浆料

采用不超过1kW/kg的搅拌功率制备出7A04铝合金大体积半固态浆料,研究浇注温度、搅拌功率和搅拌时间对7A04铝合金大体积半固态浆料组织的影响。结果表明:在本实验条件下,随着浇注温度的降低、搅拌功率的增加和搅拌时间的延长,7A04铝合金大体积半固态浆料初生α(Al)的晶粒尺寸变得细小,晶粒平均圆整度先增加后保持平稳;在浇注温度650℃、名义搅拌功率0.6kW/kg和搅拌时间40s条件下可以制备出初生晶粒平均直径为73.5μm、平均圆整度为0.57的7A04大体积铝合金半固态浆料。     

6061铝合金自孕育流变压铸微观组织研究

采用自孕育法制备6061铝合金半固态浆料,对6061铝合金半固态流变压铸件微观组织进行了研究。结果表明,通过自孕育法可以制备出晶粒均匀细小且近球形的初生α-Al相半固态浆料组织。将自孕育法制备的半固态浆料经过短暂的保温后进行流变压铸,得到晶粒均匀细小的初生α-Al相组织。保温温度为640℃,保温时间为5min,压铸件初生α-Al相尺寸较小,圆整度较好,分别为65.7μm和1.27。     

流变处理下ADC12铝合金初生相演变（英文）

采用差式扫描热量法、光学显微镜和扫描电镜研究机械滚筒流变处理下ADC12铝合金的初生相演变。半固态浆料分析表明:合金的固相率随着滚筒转速的提高从0.38增加到0.43,但圆整度从0.45降低到0.38。随着浇注温度从620°C降到580°C,合金固相率和初生相平均颗粒尺寸随着浇注温度的下降而增加,初生相形貌由近球形转变为玫瑰形。在流变压铸条件下,合金中初生相α(Al)颗粒形貌圆整、颗粒细小并分布均匀。在595和605°C之间进行流变压铸可以获得最佳的显微组织。晶粒控制生长理论是ADC12铝合金实现流变处理的理论依据,半固态浆料在压铸成型中服从Mullins-Sekerka准则。     

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。     

剪切速率对半固态镁合金浆料质量的影响

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相晶粒平均尺寸减小。剪切速率高于2 730 s-1时,晶粒的圆整度变化不大;剪切速率低于1 365 s-1时,组织形态明显恶化。