不锈钢网增强锆基非晶复合材料的压铸制备及力学性能研究

全程真空压铸技术的快速发展为大块非晶合金的工业化应用提供了可能,受到了广泛关注。但是,非晶合金的室温脆性限制了压铸结构件在一些关键领域的应用。本论文利用压铸工艺高速充型及高压凝固的特性,通过在Vit1锆基非晶合金中引入304不锈钢网叠层焊接制造的骨架,成功制备出了不同体积分数晶态相增强的非晶复合材料,并系统研究了不锈钢网体积分数对力学性能的影响。研究结果表明,不锈钢网在非晶基体中均匀分布,与非晶合金存在冶金界面结合。力学性能测试显示,随着不锈钢编织网的引入,室温脆性的压铸Vit1块体金属玻璃的塑性得到了显著提升。随着不锈钢网目数增大(对应晶态相体积分数增大),非晶复合材料的塑性呈增大的趋势,但是,当目数超过200时,过细的孔洞会导致骨架局部区域无法填充,恶化性能。当晶态相的体积分数为53.7％时,断裂应变达到最大值,约为10％左右,其值高于传统不锈钢纤维增韧的Zr基非晶复合材料。韧化机制分析表明,压铸非晶合金出现脆-延性转变的根本原因是不锈钢网对剪切带扩展进行高效抑制,促进剪切带的增殖和萌生,减少宏观塑性变形的局域化。本研究为非晶复合材料的结构设计提供了新的思路,对于促进非晶合金的更广泛应用具有重要的工程价值。     

流变铸造AZ91-Sn合金的组织演化、拉伸行为及磨损性能

研究了不同Sn含量流变铸造AZ91合金的组织演化、拉伸行为及磨损性能。结果表明：Sn的合金化改变了Al在镁基体中的固溶度,并且显著细化了微观组织。加入0.8%（质量分数,下同）的Sn后,合金平均晶粒尺寸从105.0 μm降至42.1 μm。高熔点的金属间化合物为析出相提供了异质形核点,这些弥散析出的第二相在流变凝固过程中有效地细化了镁基体。弥散分布的第二相抑制了枝晶组织生长,从而进一步提升了合金的力学性能。随着Sn含量的增加,合金磨损率显著降低,磨粒磨损逐渐消失。3.0%Sn合金化的流变铸造AZ91合金具有最高的抗拉伸强度以及最好的耐磨损性能。     

压铸高危镁合金废料回收技术与设备研发

镁合金压铸件的广泛应用,特别是在汽车和3C领域的应用的快速增长,不可避免地产生大量的镁合金废料.其中,体积小、比表面积大的易燃废料(压铸高危镁合金废料)的回收问题一直困扰着压铸企业.为此推介了一种真空蒸馏回收压铸高危镁合金废料的技术和设备.分析了镁合金的真空挥发和结晶的技术条件及其对回收效率的影响.同时对设备的工作原理、使用情况和技术经济指标作了介绍.     

压铸铝合金的应用及研究进展

简单介绍了压铸铝合金的特点、分类和应用,详细阐述了压铸铝合金在材料组织性能与压铸技术方面的研究进展.最后,指出了目前铝合金压铸件的发展方向,以及亟需解决的问题.     

预处理对压铸镁合金微弧氧化膜的影响

微弧氧化前,用打磨和喷砂两种方法对基材进行预处理,获得两种氧化膜试样,对比了这两种试样的形貌、化学组成及耐腐蚀性能,分析了预处理方法对微弧氧化电压值的影响。结果表明:打磨后微弧氧化的电压值高于喷砂后微弧氧化;微弧氧化膜的耐蚀性能较基体大幅度提高,打磨试样的耐蚀性能较喷砂试样提高了40%左右;喷砂试样的氧化膜表面整体保留了喷砂后粗糙不平的形貌,而打磨试样的氧化膜较喷砂试样平整,微孔尺寸均匀且较喷砂试样的尺寸小;氧化膜表面的化学成分主要有O,Mg,Si,Al等,预处理对氧化膜化学成分及含量的影响不显著。     

镁合金摩托车轮毂压铸技术的开发与研究

运用抽真空和局部补压技术对镁合金摩托车后轮毂(简称镁轮毂)进行压铸。模具采用辋缘切向进浇,中心集渣设计,有效解决了轮毂夹杂与热节缩孔(松)。抽真空系统的设计与应用避免了镁合金出现氧化、卷气问题,使模具型腔真空度可达2.9kPa。局部补压设计解决了轮芯厚大部位凝固时镁液补缩不足产生的缩孔问题。同时对镁轮毂制程中易出现的冷隔、缩孔、开裂、夹渣、变形等缺陷进行了分析,提出了改善方案。实践证明,真空辅助高压铸造加局部补压能获得外轮廓清晰、尺寸合格、符合摩托车轮毂安全性能要求的产品。     

Ti6Al4V表面生物功能纯Mg薄膜制备及性能研究

利用多弧离子镀技术在Ti6Al4V表面沉积纯Mg薄膜,研究了工作气压对纯Mg薄膜表面质量及性能的影响,研究了纯Mg薄膜的体外降解等性能、抗菌性及生物安全性能。结果表明:多弧离子镀方法可将纯Mg薄膜制备于钛合金表面,薄膜颗粒均匀致密,未见明显缺陷。体外浸泡实验结果表明:由于Ti6Al4V与Mg发生电偶腐蚀而使Mg薄膜迅速降解,1周时间内薄膜基本降解完毕。抗菌实验结果表明:纯Mg薄膜样品对金黄色葡萄球菌具有强烈的杀灭作用,表现出良好的抗细菌感染功能。细胞毒性实验结果表明:纯Mg薄膜可促进骨髓间充质干细胞(r BMSCs)的增殖。     

Y、Gd、La和Ce对Zr(-Ti)-Cu-Ni-Al非晶形成能力和力学性能的影响

为了控制Zr(-Ti)-Cu-Ni-Al非晶合金中的O含量,进而改善其玻璃形成能力和力学性能,本研究基于稀土元素与O的强相互作用,向合金中添加Y、Gd、La和Ce等元素。使用铜模浇铸制备非晶合金,利用DSC、XRD和TEM对其非晶形成能力和微观结构进行分析,通过压缩试验和SEM对其力学性能及断裂方式进行表征。结果表明:Y的添加对合金的非晶形成能力具有较大的提升,在相对较低真空的气氛下,可制备出直径10mm以上的块体非晶,抗压缩断裂强度达1950 MPa。     

薄壁镁合金手机后盖压铸工艺的数值模拟

运用专业铸造软件Pro CAST对镁合金AZ91D薄壁手机盖压铸件的充型和凝固过程进行数值模拟分析,以铸件凝固后存在于铸件中的缩孔缩松的总和为标准,研究浇注温度、压射速度和模具温度等工艺参数对压铸件质量的影响。获得较优的压铸工艺参数,为提高镁合金手机盖的压铸质量提供依据。模拟结果表明:手机盖压铸件最小缺陷的压铸工艺参数是:浇注温度650℃,模具温度220℃和压射速度2.5 m/s。依据优化后的参数进行压铸试验,压铸件质量良好。     

复杂壳体类镁合金压铸件凝固过程工艺优化

针对复杂壳体类镁合金压铸件,进行了浇注系统和工艺参数设计,运用AnyCasting软件对其凝固过程进行了数值模拟,预测了压铸件中可能出现缩孔、缩松的部位。在厚大部位增加溢流槽的数量和体积、降低浇注温度和模具温度,由于其补缩能力有限,以致缩孔、缩松等缺陷降低不明显;而在厚大部位设置内浇道,改变厚大部位的凝固顺序和增加对厚大部位的补缩,缩孔、缩松明等缺陷明显减少。