工艺参数对间接挤压铸造铝铜合金力学性能及热裂倾向的影响

研究了在间接挤压铸造条件下,工艺参数对铝铜合金力学性能及热裂倾向的影响,并分析了合金的组织和性能。试验结果表明:挤压铸造工艺参数的变化可以明显影响铝铜合金的力学性能,控制工艺参数可以得到性能良好的铝铜合金铸件(抗拉强度240～260 MPa,伸长率9%～11.5%),经T6处理后,铸件的抗拉强度可以达到460￣475 MPa,伸长率为8.5%￣10.5%。挤压铸造工艺参数中浇注温度和模具温度对热裂倾向的影响最大,其次是保压时间,比压对热裂倾向的影响最小。基本影响规律是:较低的模具温度和较短的保压时间下热裂倾向大,浇注温度750℃时热裂倾向最小。     

铸造Al-5Cu合金准固态断裂行为的研究

采用SEM观察手段并结合EDX分析 ,在合金的准固态区 ,通过观察Al 5Cu Mn合金准固态拉伸和热裂应力测试试样的断口形貌 ,研究了Ti、Ce等合金元素及其交互作用对Al 5Cu Mn合金准固态断裂行为的影响及其影响机理。通过对试验合金准固态力学性能的测试和大量SEM断口的观察分析研究 ,结果表明 ,Al 5Cu Mn中添加Ti元素可明显提高合金抗热裂能力 ,主要是由于其良好的细化晶粒效果 ;适量Ce元素的加入 ,不仅可细化晶粒 ,而且其在晶间富集形成的化合物还可有效改善低熔点共晶反应在准固态区的力学行为 ,对减小热裂倾向非常有利 ;Ti和Ce的综合作用对合金抗热裂水平的提高比单一元素更有效 ;热裂的产生首先表现为枝晶枝臂的屈服 ,其后的扩展则表现为脆性断裂占优的穿晶、沿晶混合型特征     

间接挤压铸造Al-5Cu合金凝固过程应力应变关系

自行研制了合金应力应变测试仪,并实测间接挤压铸造Al-5Cu合金凝固过程中应力、应变、温度的变化规律,得出应力、应变、温度三者之间的数学关系。结果表明：在温度降低到大约410℃时,在间接挤压铸造Al-5Cu合金内部将产生较大的“冲击”应力,由此提出了避免产生热裂的开模温度判定条件。Al-5Cu合金轴承保持架成形过程中保压15s开模,此时铸件温度425℃,略高于合金产生“冲击”应力的温度,可以使裂纹率降低到12.3%。     

新型高强韧铝铜系合金的挤压铸造

为实现某种重载车辆负重轮的"以铸代锻",进行了负重轮简约化缩小模型挤压铸造的试验研究.采用自行研制的一种新型铝铜合金,结合挤压铸造工艺,制得了负重轮模型铸件.挤压铸造工艺参数为比压50 MPa,浇注温度720～730 ℃,摸具温度250～350 ℃,开始加压时间7～10 s,保压时间8～15 s.热处理后铸件的组织、性能和断口形貌的检测结果表明,挤压铸件的晶粒更为细小,组织更加致密,T5和T6热处理的力学性能分别为抗拉强度428、440 MPa,屈服强度360、395 MPa,伸长率13.1%、11.3%.与重力金属型铸造相比,挤压铸造使铸件的力学性能得到明显提高.     

模具结构对挤压铸造Al-Cu合金热裂倾向的影响

研究了模具结构对挤压铸造Al-Cu合金热裂倾向的影响,探讨了挤压铸造模具中集渣包对铸件热节提供有效补缩的机理。试验发现当集渣包的凝固模数大于相邻热节部位的凝固模数时,集渣包可以为热节部位提供有效补缩,从而大大降低铸件的热裂倾向。试验铸件的热裂率由模具修改前的27%降低至修改后(扩大集渣包)的6%。     

浇注温度和固溶温度对挤压铸造Al-6.8Zn-2.5Mg-2.0Cu合金组织和性能的影响

研究了浇注温度和固溶温度对挤压铸造Al-6.8Zn-2.5Mg-2.0Cu合金组织和性能的影响。结果表明,与金属型重力铸造相比,挤压铸造可以显著细化合金的微观组织,减少铸件缩松缺陷,从而提高其力学性能。在金属型重力铸造下,初生α-Al相晶粒尺寸随着浇注温度的增加而增大。在挤压力为60MPa时,随浇注温度的增加,α-Al相晶粒尺寸先减小而后增加。在浇注温度为720℃时,凝固组织的二次枝晶间距最小,约为26.3μm,铸件的抗拉强度和伸长率分别为310 MPa和4.0%。铸件经过470℃固溶10h+130℃时效24h热处理后,抗拉强度和伸长率分别达到590MPa和4.7%,获得了良好的强韧化效果。     

热处理对直接挤压铸造Al-5Cu合金力学性能和组织的影响

研究了固溶处理（T4）与固培＋人工时效处理（T6）对直接挤压铸造Al-5Cu合金力学性能和显微组织的影响。结果表明，挤压铸造加快了合金热处理过程中原子的扩散速度、缩短了热处理时间，通过热处理可以改变合金的组织结构进而影响合金的力学性能．与铸态相比，在525～530℃下保温4h固溶处理后合金的力学性能明显提高，而且随着保温时间的增加略有上升，保温15h时达到最佳值．合金的抗拉强度（σb）和伸长率（δ5）可以达到389．6MPa和10．8％。固溶处理后挤压铸造Al-5Cu合金表现出明显的自然时效特征，在自然环境中铜原子易于析出形成具有很强强化效果，且能稳定存在的GP区和θ＂矿相，这些细小弥散分布的强化相使得合金处于固溶＋自然时效状态下较T6状态下具备更好的力学性能。     

浇注温度对Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金组织和热裂性能的影响

采用约束棒法评定不同浇注温度下Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金的热裂倾向,采用OM观察了合金的显微组织。结果表明,不同浇注温度下,合金的显微组织均为等轴晶结构。随着浇注温度升高,合金的晶粒粗化,晶间共晶数量减少,且由连续分布逐渐转变成半连续分布,热裂倾向增大。但浇注温度为680℃时,合金出现浇不足缺陷。在保证该合金充型能力的前提下,降低浇注温度是减少其热裂倾向的有效途径。     

电脉冲孕育处理对Al-5Cu合金热裂的影响

研究了不同电脉冲孕育处理参数对Al-5Cu合金热裂倾向的影响.结果表明,不同电脉冲孕育处理参数均可降低Al-5Cu合金的热裂倾向,处理后该合金热裂临界应力比未处理试样提高了约3倍.合金热裂倾向改善的原因是,电脉冲孕育处理细化了Al-5Cu合金组织,减少了共晶相的数量,缩短了合金凝固温度区间.     

基于田口方法的挤压铸造Al5Cu0.4Mn合金宏观偏析

采用田口方法分析挤压铸造参数对Al5Cu0.4Mn合金中Cu宏观偏析的影响规律,并预测在优化的挤压铸造参数条件下Cu的偏析程度。结果表明:挤压铸造参数对Cu宏观偏析影响由大到小依次为浇注温度、模具温度、挤压力和挤压前延迟时间;在680℃浇注温度、200℃模具温度和75MPa挤压力下,能得到宏观偏析较小的铸件。经扫描电镜和金相分析:挤压铸造易造成Cu的正偏析,主要因为固液界面前沿处富铜液相在压力的强制补缩下,通过枝晶骨架通道被挤向铸件心部,而并非重力铸造下的逆偏析现象;且在挤压铸件内形成平行于模壁的长条鱼骨状共晶偏析带,这种偏析带从铸件表面往心部逐渐减少。     

铝合金支架间接挤压铸造的研究

基于有限差分法，对大型铝合金支架间接挤压铸造充型和凝固过程进行了数值模拟。通过对模拟结果的分析，确定了浇注温度为700℃，压射速度为0．03m／s，完成了模具结构和工艺设计，并制作了模具，进行了支架挤压铸造的试制。分析了试制过程铸件缺陷产生的原因，发现气孔和氧化夹渣等是主要缺陷，通过调整脱模剂的配方，适当减少脱模剂的喷涂，缩短挤压铸造循环时间等，获得了品质和性能良好的支架铸件。     

5083合金挤压铸造工艺的研究

以5083合金为原材料进行挤压铸造工艺试验.采用正交试验和极差分析法确定了最佳工艺条件--比压为125MPa,浇注温度为670℃,保压时间为15s.对该工艺条件下试样的微观组织和力学性能进行了分析.结果表明,与普通铸造成形制件相比,挤压铸造成形制件微观组织更加细小、均匀,综合力学性能显著提高,达到或者接近了原热模锻工艺水平.     

铝合金车门内板挤压铸造工艺研究

研究了工艺参数对挤压铸造ADC12合金力学性能的影响。通过对车门内板挤压铸造过程进行仿真分析,得出了不同浇注温度和模具温度下充型过程中的温度场分布。并据此设计了两组不同参数对工艺车门内板进行挤压铸造,并完成了产品的试制。通过拉伸试验、金相组织及能谱分析对铸件质量进行了评价。对比分析表明,在浇注温度为730℃、模具温度为310℃、压力为27MPa条件下,得到了α铝基体为细小等轴晶、力学性能和表面质量良好的铸件。     

Al-Si合金挤压铸造工艺研究

以工业ZL102合金为原材料,采用正交试验方法,研究了挤压铸造工艺参数对Al-Si合金挤压铸造件热处理前后的力学性能和显微组织的影响.结果表明,挤压铸造组织比常压金属型铸造组织细小;挤压铸造件经过热处理之后,组织比热处理前均匀,晶粒细小,抗拉强度比热处理前提高了4.5％,而伸长率在热处理前平均是0.74％,热处理后提高到1.78％;对9组试验进行分析比较,最终得出热处理后的最优方案:压力为100 kPa,模具预热温度为150℃,合金浇注温度为660℃,保压时间为14 s.     

Al-20Cu合金的固液混合铸造

采用固液混合铸造工艺制备了Al-20Cu合金，并利用光学显微镜和扫描电镜等手段对合金的组织和性能进行了研究。结果表明，合金中的α—Al晶粒明显细化，α—Al晶粒尺寸控制在100μm以内，粗大的枝晶消除，晶粒呈球状形貌；合金的CuAl2—Al（Cu）共晶组织片间距减小；合金的力学性能显著提高。与普通铸造相比，抗拉强度由112MPa提高到205MPa，伸长率由0．5％提高到3．5％。     

挤压铸造合金材料的研究进展

简述了合金材料压力下结晶的强化机理研究状况;讨论了挤压铸造铝合金、锌合金、镁合金及其复合材料的研究进展;指出合理的挤压铸造工艺可细化合金显微组织,提高铸件致密性,改善合金力学性能.     

镁合金轴筒件直接挤压铸造的研究

针对交通工具用镁合金轴筒件形状简单、壁厚较厚的结构特点和强韧性较高的性能要求,制订了直接挤压铸造试验方案并设计了可在普通液压机上使用的挤压铸造模具。在浇注温度650℃、挤压压力80MPa的条件下,制得了表面质量良好、内部致密、无气孔疏松、可热处理的轴筒铸件。通过380℃×2h 410℃×16h固溶处理与200℃×20h人工时效处理,调整了β-Mg17Al12相的数量与分布,铸件平均布氏硬度达到97。     

镁合金轮毂反挤压铸造成形工艺研究

介绍了采用AM60B镁合金和液态挤压铸造技术成形摩托车轮毂,对该铸件的成形工艺进行了试验并加以分析。结果表明,铸型温度为240～280℃,浇注温度为680～700℃,反挤压比压为82～100MPa,保压时间为20～25s、充型速度为0.91m/s时,反挤压铸造AM60B合金的力学性能达到:σb=218～227MPa,硬度(HBS)为66～71,δ5=9.8%～10.7%,αk=(17.5～18.7)×104J/m2。