基于层宽控制的AZ91镁合金TIG电弧增材工艺优化

针对镁合金电弧增材制造表面成形质量控制的难题,通过Design-Expert软件对AZ91镁合金TIG电弧增材的电流、送丝速度、增材速度等工艺参数和熔覆层层宽之间进行建模,探索了各工艺参数对增材层宽的影响规律,并利用增材主要工艺参数和尺寸的数学模型优化了增材电流,根据电流优化值来控制直壁构件层宽。结果表明,对层宽影响最大的是增材电流,其次是增材速度,影响最小的是送丝速度;采用优化后的工艺增材制备的单道多层构件自上至下的层宽波动起伏小,层宽偏差值由4.54 mm减小到0.94 mm,提高了AZ91镁合金增材成形质量。     

AZ91镁合金TIG电弧增材微观组织与力学性能

为了探索AZ91镁合金在航空航天产品壳体和轻量化结构件等领域的应用,基于TIG增材制造工艺进行了镁合金增材试验,成功制备了一个单道多层薄壁样件,并对其微观组织和力学性能进行了分析.结果表明:镁合金增材样件的底部、中部和顶部区域的显微组织基本上都是等轴状细晶组织,晶内和晶界处有第二相β-Mg17Al12析出.样件各区域的...     

AZ31镁合金超音频脉冲方波电弧增材成形控制

镁合金是航天装备结构件制造轻量化的重要结构材料之一,但受限于其成形性差等因素,高性能镁合金复杂构件制造困难,极大地限制了其应用范围.文中针对AZ31镁合金电弧增材成形特性开展研究,率先将自主研发的新型超音频脉冲方波电弧热源用于镁合金电弧增材制造,重点研究了增材过程参数(送丝速度、运动速度)和电流特征参数(变极性电流、变...     

CMT电弧熔丝增材制造AZ31镁合金组织与性能调控研究

冷金属过渡(CMT)电弧熔丝增材制造镁合金具有广阔的应用前景,但存在微观组织不均匀、力学性能各向异性等问题。文中以AZ31镁合金为研究对象,探索不同输入能量密度对宏观成形质量的影响,分析微观组织演化规律并对其力学性能进行调控。结果表明,在合适能量密度下可成形出表面平整、无明显宏观冶金缺陷的镁合金试样,沉积态试样的底部、中部和顶部微观组织存在显著差异。固溶热处理后,枝晶间的粗大组织得到消除,试样在水平和竖直方向上的强度和塑性明显提升,力学性能各向异性得到有效改善。研究结果为CMT电弧增材制造强韧性匹配镁合金提供了技术参考。     

AZ91D镁合金触变成形二次加热技术与工艺优化

结合镁合金半固态加工的特点,确定了AZ91D镁合金触变成形二次加热的方法,研制了AZ91D镁合金实用的二次加热设备,制定了合理的二次加热工艺参数,并且通过二次加热试验验证了设备和工艺参数的可行性.     

镁合金电弧增材制造技术的研究进展

镁合金作为最有发展前景的轻质结构材料之一,具有良好的铸造性、可加工性、生物相容性和优异的力学性能,已广泛用于汽车制造、航空航天以及生物医学等多个领域。随着轻量化发展,开发镁合金整体构件已成为其应用趋势。但是,整体构件通常具有规模大、结构复杂的特点,相较于传统制造工艺,电弧增材制造具有沉积速率高、成本低、材料利用率高等特点,为制备大型镁合金构件提供可能性。因此,镁合金电弧增材制造得到了不同程度的研究,本文主要从3个方面对镁合金电弧增材制造的研究进展进行综述。首先,介绍了电弧增材制造技术不同工艺方法;其次,介绍了镁合金电弧增材制造的研究现状包括成型质量和组织性能;最后,总结了镁合金电弧增材制造可能面临的挑战,为镁合金电弧增材制造技术的进一步研究与应用提供参考。     

电弧增材制造过程的外形控制优化

电弧增材制造由于其高堆积速率、高材料利用率、低设备费用及可制造大型构件的能力而广受关注,但由于电弧增材制造在同向堆积时存在起弧处堆积高、熄弧处堆积低的问题,影响了电弧增材构件的外形精度。基于现有设备,通过优化电弧增材制造过程中的堆积策略,从而显著改善堆积件的外形精度。相较于未优化,优化后的堆积件起弧处相较于正常段高度降低20.5%,熄弧处相较于正常段高度增加44.5%,起弧处与熄弧处的高度差减少36.4%。     

铝合金电弧增材制造技术研究进展

增材制造技术是制造业信息化、数字化、智能化的重要组成内容,而电弧增材技术在铝合金成形中具有较好的应用优势。从金属增材制造技术分类、发展历程、标准规范、技术原理等方面,对比分析了不同增材制造技术的优势与局限。特别介绍了以冷金属过渡技术为代表的电弧增材技术,讨论了电弧增材技术的自身优势与局限性,及其应用于铝合金结构件一体化制造的优势。从成形工艺、气孔缺陷、强韧化技术等多方面综述了国内外铝合金电弧增材技术的研究发展,介绍了目前国内外在铝合金电弧增材制造方向的研究工作以及遇到的主要问题,重点分析了铝合金电弧增材制造样品强韧化方法与效果,介绍了国内外的相关优秀案例。最后总结了未来铝合金电弧增材制造技术需要着重解决的问题与方向,包括原材料质量问题、几何精度问题、气孔、热裂纹和残余应力问题、组织和力学性能问题。     

模具结构对AZ91镁合金挤压成形性能的影响

AZ91镁合金由于强度高、流动性好等特点,通常用作铸造合金。研究该合金合理的挤压温度、挤压速度及模具结构,对提高其塑性成形性能、开发高强度变形镁合金有重要的理论和实际意义。文章通过热模拟试验研究了AZ91镁合金应力应变关系,确定了最佳变形温度。在此基础上,采用三维有限元法模拟分析了不同挤压速度、模具结构对挤压过程温度场、速度场及应力场的影响。结果表明,采用锥模和流线模时,当定径带长度为15mm~20mm时,可在挤压速度达到5mm/s的条件下成形出表面光滑无裂纹的镁合金棒材;而采用平模挤压时,当定径带长度为10mm~20mm时,获得良好表面质量的挤压速度达到2.5mm/s。在650t的卧式挤压机上,进行了该合金的挤压实验,实验结果与模拟结果相吻合。     

钕对AZ91镁合金铸态组织的影响

利用光学显微镜、电子探针和X射线衍射仪研究Nd对AZ91镁合金铸态显微组织的影响，并利用Imagetool软件测量晶粒尺寸和面积。结果表明：少量Nd对α-Mg晶粒有显著的细化作用，平均晶粒尺寸由108μm降至约31μm，晶粒面积也明显减小，Nd的最佳加入量为0．5％。此外，Nd的加入致使β-Mg17Al12相弥散细小，组织中出现了粒状或针状Al3Nd化合物。     

Hot rolling characteristics of spray-formed AZ91 magnesium alloy

AZ91 magnesium alloy was prepared by spray forming. The spray-deposited alloy was subsequently hot-rolled with a 80% reduction at 350℃. The microstructural features of the as-spray-deposited and hot-rolled alloy were examined by optical microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffractometry. The results show that the spray-formed AZ91 magnesium alloy has, compared with the as-cast ingot, a finer microstructure with less interrnetallic phase Mg17Al12 dispersed in the matrix due to fast cooling and solidification rates of spray forming process, and, therefore showing excellent workability. It can be hot-rolled with nearly 20% reduction for one pass at lower temperatures （330-360℃）, and the total reduction can reach 50% prior to annealing. After proper thermo-mechanical treatment, the spray-formed AZ91 magnesium alloy exhibits outstanding mechanical properties.     

AZ91镁合金的挤压和析出硬化行为(英文)

挤压比为4:1,将铸态AZ91镁合金分别在250,300和350℃下进行挤压,随后进行析出硬化处理(T6)。经过热挤压和析出硬化处理后,铸态AZ91镁合金中粗大的和偏析Mg17Al12析出相被细化并均匀分布在α-镁基体中。在不同的挤压温度下合金中发生了部分或全部动态再结晶。经挤压后,该合金的极限抗拉强度从铸态的190MPa增加到570MPa。AZ91镁合金的时效硬化特征与晶粒尺寸有关。在250、300和350℃下以4:1的挤压比挤压该合金后,获得峰值硬度的时效时间分别为35、30和20h。SEM观察到在AZ91基体中存在均匀细小的Mg17Al12析出相。     

Rheo-diecasting of AZ91D magnesium alloy by taper barrel rheomoulding process

A self-developed taper barrel rheomoulding(TBR)machine was introduced,and the rheo-diecasting process was implemented by combining TBR machine with the high pressure die casting(HPDC)machine.Microstructural characteristics of the rheo-diecasting components were investigated at different rotation speeds.Flow characteristics and microstructural evolution of the semi-solid slurry during the rheo-diecasting process were analyzed and the mechanical properties of the rheo-diecasting components were studied.The experimental results show that the process is able to obtain such components in which the primaryα-Mg particles are fine,nearly spherical and uniformly distributed in the matrix.When the rotation speed of internal taper barrel is 700 r/min,the primaryα-Mg particles get a mean diameter of about 45μm and a shape factor of about 0.81.The magnesium alloy melt has complex stirring-fixed flow characteristics when flowing in TBR machine.Compared with conventional die-casing process,the rheo-diecasting process can improve the mechanical properties of components;especially,the elongation is improved by 80%.     

镁合金薄板TIG焊自适应弧长控制

在研究镁合金薄板TIG焊过程弧压-电流-弧长关系的基础上，提出了一种基于弧压、电流与弧长间的关系模型来准确控制弧长的技术。同时，结合PID和Fuzzy控制的原理，设计了一种自适应ALC(Automatic length control)控制器，克服了常规AVC(Automatic voltage control)系统的局限，有效地解决了镁合金薄板TIG焊过程中的弧长控制问题。焊接试验表明，该系统能自适应工件表面的变化实现弧长的自动跟踪，在电流变化的收弧及引弧期间也实现了较好的弧长控制，且动态精度高、稳定性好。     

汽车发动机用AZ91镁合金的腐蚀行为

采用腐蚀失重试验、极化曲线法和扫描电镜研究了AZ91镁合金在不同成分的汽车发动机冷却液中的腐蚀速率,Tafel曲线和腐蚀形貌,分析了不同发动机冷却液对镁合金耐腐蚀性能的影响。结果表明,组分为55%乙二醇+无机盐添加剂+有机羧酸的冷却液抑制AZ91镁合金腐蚀的效果最佳。     

AZ91D薄板搅拌摩擦焊

实现了厚度为2.2 mm铸造镁合金AZ91D薄板的搅拌摩擦焊和钨极氩弧焊,分析了搅拌摩擦焊工艺参数对焊接接头成形的影响和接头组织变化,考察了搅拌摩擦焊接头的力学性能.在搅拌头旋转速度为1 380 r/min时得到了比较理想的焊接接头,而1 960 r/min的转速过大.接头不同区域所受的机械力和热量不同,显微组织明显不同.搅拌区晶粒细小,显微硬度和强度都有所提高.搅拌摩擦焊接头力学性能与热输入有关;与氩弧焊接头相比,搅拌摩擦焊接接头的性能更好.     

AZ91D镁合金波浪型倾斜板振动技术触变成形

采用自制的波浪型倾斜板振动装置对AZ91D镁合金半固态坯料的制备及触变成形进行研究。结果表明,在倾角为45？,振幅1.45 mm,浇注温度630-650℃的条件下,采用波浪型倾斜板振动技术可以制备出组织优良的半固态AZ91D镁合金坯料,坯料由细小的等轴晶组成,并在二次加热温度为575℃、保温时间30-60 min的条件下球化理想。通过触变锻压,在模具的预热温度为400-450℃时,制备出表面光洁、组织优良的成品制件。触变锻压时,液相流动是主要的变形方式。制品上部由于液相偏聚,硬度较低;下部由于固相的微塑性变形,硬度较高。