离心激冷制备半固态铝合金

研究了离心激冷装置下半固态ZL203铝合金的制备,考察了不同的离心转速、外桶预热温度和浇注温度对合金初生相形态的影响规律.结果表明,采用离心激冷的方法可以制备出初生相为球状或细小颗粒状晶粒的半固态铝合金;随着离心转速提高,合金的初生相逐渐细化,其形态由等轴枝晶变成细小的球状或颗粒状晶粒;随着激冷桶预热温度和浇注温度降低,合金的初生相先细化,后有所粗化.     

稀土La和浇注温度对AZ91D合金初生相的影响

研究了不同的稀土La含量和浇注温度对AZ91D合金初生相的影响。结果表明:通过添加微量的La并降低合金的浇注温度,可以获得非枝晶组织的半固态合金坯料;当浇注温度为620℃时,随着La含量的增加,合金的初生相由等轴枝晶转变成细小的蔷薇状晶体;没有加La的合金,随浇注温度的下降,其初生相由发达的树枝晶转变成等轴枝晶;加入0.1%La的合金,随着浇注温度的降低,其初生相由树枝晶转变成细小的蔷薇状晶粒。     

稀土Y和浇注温度对ZM5合金初生相的影响

研究不同的稀土Y含量和浇注温度对ZM5合金初生相的影响.结果表明,通过添加微量的Y并降低合金的浇注温度,可以获得非枝晶组织的半固态合金坯料;当浇注温度为610 ℃时,随着Y含量的增加,合金的初生相由等轴枝晶转变成细小的蔷薇状晶体;没有加Y的合金,随浇注温度的降低,其初生相由发达的树枝晶转变成等轴枝晶;加入0.3%Y的合金,随着浇注温度的降低,其初生相由树枝晶转变成细小的蔷薇状晶粒.     

稀土元素和浇注温度对Al-4.5Cu合金初生相形貌的影响

研究了不同稀土(RE)加入量和浇注温度对Al-4.5Cu合金初生相形貌的影响.结果表明:添加微量的RE并降低合金的浇注温度,可获得非枝晶组织的半固态Al-4.5Cu合金坯料;添加了0.5%RE的合金,随浇注温度的降低,其初生相由树枝晶转变成细小的球状晶粒;当浇注温度为660℃,随RE加入量的增加,合金的初生相由等轴枝晶转变成细小的蔷薇状晶体,最后转化为球状晶粒;未添加RE的合金,随浇注温度的下降,其初生相由发达的树枝晶转变成等轴枝晶.     

旋转浇注法制备AZ91D半固态浆料

采用旋转浇注法制备AZ91D合金半固态浆料,获得了符合金属半固态加工要求的细小、近球状的非枝晶组织.研究表明,适当降低浇注温度、提高旋转管转动速度或采用合适的倾角,半固态组织的初生相颗粒会变得细小、均匀和圆整.在本试验条件下得到的优化工艺参数:浇注温度为630 ℃,旋转管转速为75 r/min,旋转管倾角为25°.     

强制对流搅拌制备铝合金半固态浆料及其组织演变

采用自主研发的强制对流搅拌装置(FCR),研究筒体温度、浇注温度和搅拌速度对A356铝合金半固态组织的影响规律,探讨半固态浆料制备过程中的凝固行为。结果表明:适当降低浇注温度、筒体温度和提高搅拌速度均有利于半固态浆料组织的改善,能够制备晶粒细小、圆整、分布均匀的半固态组织;当浇注温度为620~630℃、筒体温度为570~580℃、筒体转速为200 r/min以上时,均能获得理想的半固态浆料,其初生固相颗粒平均直径在80μm以下,形状因子在0.75以上;强制对流搅拌装置极大地改变了传统凝固条件下熔体依靠传导单向传热和扩散缓慢传质的状态,使熔体的温度场和成分场趋于一致,破坏了枝晶生长的条件,有利于获得较好的半固态组织。     

半固态AZ91D镁合金制备工艺的研究

研究了添加微量Sr并控制合金的浇注温度制备半固态AZ91D镁合金的工艺,考察了不同的Sr含量和浇注温度对合金凝固组织的影响及部分重熔后合金的微观组织.研究结果表明:通过添加微量的Sr并降低合金的浇注温度,可以获得非枝晶组织的半固态合金坯料;随着Sr含量的增加或浇注温度的降低,合金的晶粒尺寸逐渐减小,其初生相由枝晶向蔷薇状品体转变;添加0.1wt%的Sr,610℃下浇注的合金经过部分重熔后,初生相为球状或颗粒状,基本具备触变过程所需要的组织状态.     

控制浇注温度制备的半固态ZL101合金的非枝晶组织

采用控制浇注温度制备半固态ZL101合金,研究了不同的浇注温度对铸造显微组织的影响.结果表明,在680℃浇注时,形成粗大的枝晶组织;在625℃浇注时,获得的显微组织有部分枝晶存在;在615℃浇注时,可获得均匀、近球形的理想的半固态非枝晶组织;而在605℃浇注时,会形成较大晶粒的非枝晶组织.另外,探讨了非枝晶组织的形成机理.     

半固态A356铝合金浆料的行波搅拌制备工艺

采用行波电磁搅拌和低过热度浇注复合制备工艺,成功制备出初生α-Al为球状的较大尺寸A356铝合金半固态浆料.研究了浇注温度、搅拌频率和搅拌功率对A356铝合金半固态浆料组织的影响.结果表明,随着浇注温度的降低,半固态A356铝合金组织中的初生α-Al更圆整.当搅拌频率达到或高于10Hz时,半固态A356铝合金浆料中的组织比较理想.当电磁搅拌功率增大时,半固态A356铝合金熔体中的蔷薇状初生α-Al受到更剧烈的附加温度起伏而使枝晶根部熔断,形成更多更圆整的球状初生相.因此,在630℃浇注、搅拌频率为10Hz和搅拌功率为1.72kW下,能制备出更圆整、细小的初生α-Al.     

工艺参数对气泡搅拌法制备AZ91D镁合金半固态浆料显微组织的影响（英文）

采用气泡搅拌法制备AZ91D镁合金半固态浆料,研究工艺参数变化,包括气体流量、冷却速率和搅拌结束温度,对AZ91D镁合金半固态浆料显微组织的影响规律。结果表明:随着气体流量从0升高至5L/min,α-Mg初生相平均颗粒尺寸从119.1μm降至77.2μm,而平均形状因子从0.1升高至0.596,气泡搅拌中非枝晶初生相来自于枝晶破碎和熔体形核;随着冷却速率从3.6℃/min升高至14.6℃/min,α-Mg初生相平均颗粒尺寸从105.0μm降至68.1μm,而平均形状因子在冷却速率为9.1℃/min时达到最高,过高或过低的冷却速率都会导致初生相的枝晶生长;搅拌结束温度从590℃升至595℃对最终的AZ91D镁合金半固态浆料显微组织无明显影响,这是因为半固态浆料中已经形成了足够数量的初生相。     

Taper barrel rheomoulding process for semi-solid slurry preparation and microstructure evolution of A356 aluminum alloy

The self-developed taper barrel rheomoulding (TBR) machine for light alloy semi-solid slurry preparation was introduced. The semi-solid slurry was obtained from the intense shearing turbulence of the alloy melt in the cause of solidification, which was further caused by the relative rotation of the internal and external taper barrel whose surface contained wale and groove. The heat transmission model of TBR process, the flow rules and the shearing model of the alloy melt were deduced. Taking A365 as experimental material, the microstructure evolution rules under different slurry preparation processes were analyzed. The results show that decreasing the pouring temperature of A365 alloy melt properly or increasing the shearing rate helps to obtain ideal semi-solid microstructure with the primary particle size of about 70 μm and the shape factor of above 0.8.     

Preparation of semi-solid slurry containing fine and globular particles for wrought aluminum alloy 2024

The semi-solid slurry of wrought aluminum alloy 2024 was prepared by a well developed rheocasting process, low superheat pouting with shearing field（LSPSF）. The appreciate combination of pouring temperature and rotation speed of barrel, can give rise to a transition of the growth morphology of primary a（Al） from coarse-dendritic to coarse-particle-like and further to fine-globular. The combined effects of both localized rapid cooling and vigorous mixing during the initial stage of solidification can enhance wall nucleation and nuclei survival, which leads to the formation of fine-globular primary a（Al）. By using semi-solid slurry prepared by LSPSF, direct squeeze cast cup-shaped component with improved mechanical properties such as yield strength of 198 MPa, ultimate tensile strength of 306 MPa and elongation of 10.4%, can be obtained.     

蛇形通道浇注制备半固态7075铝合金浆料(英文)

采用蛇形通道浇注技术制备半固态7075铝合金浆料,研究浇注温度和弯道数量对半固态7075铝合金浆料微观组织的影响。结果表明:当浇注温度为680~700°C时,可以制备出质量较好的半固态7075铝合金浆料;在相同浇注温度条件下,随着弯道数量的增加,初生α(Al)的平均晶粒尺寸减小,形状因子提高。在浇注制备半固态7075铝合金浆料过程中,合金熔体在具有一定弧度且封闭的蛇形弯道内流动并多次改变流动方向,具有类似"搅拌"的功能,使得初生晶核逐渐演变为球形或近球形晶粒。     

A356铝合金半固态流变压铸件力学性能的研究

采用自主研发的锥桶式流变成形机(TBR),进行了流变压铸工艺正交试验,研究了浇注温度、剪切速率及剪切温度对A356铝合金半固态流变压铸力学性能的影响规律,并确定了最佳的参数,使A356流变压铸件获得最优的力学性能。结果表明,影响抗拉强度的主要因素是浇注温度,影响伸长率的主要因素是剪切温度。TBR流变压铸工艺生产A356铝合金压铸件的最优工艺参数:浇注温度为655℃,剪切速度为5000s-1,剪切温度为600℃,在此工艺条件下,制备的半固态成形件力学性能为:σb=271MPa,δ=7.3%。     

倒锥形通道浇注制备半固态7075铝合金浆料

采用倒锥形通道浇注方法制备了半固态7075铝合金浆料.试验结果表明,当浇注温度为660～690℃、通道内壁锥度在2°～6°之间时,采用锥形通道浇注方法可以制备出较高品质的半固态7075铝合金浆料,且通道内挂料较少;当通道内壁锥度一定时,随着浇注温度降低,初生α -Al的平均晶粒尺寸减小、形状因子提高;当浇注温度一定时,随着通道内壁锥度的增大,初生α -Al的平均晶粒尺寸减小、形状因子提高;在倒锥形通道浇注制备半固态7075铝合金浆料过程中,通道内壁的大量形核和晶粒游离及收集坩埚中的晶粒熟化是获得细小球状初生α-Al晶粒的主要原因.     

半固态金属流变仪的研制

根据同轴圆筒旋转法粘度测量原理自行研制了1台半固态金属流变仪，并通过测量甘油的粘度来检验流变仪的测量精度。在3个不同温度下测得的甘油绝对粘度值与标准值接近。用该台流变仪研究半固态A356铝合金的流变特性表明：半固态浆料稳态表观粘度随着剪切速率的增大而下降，且浆料温度越低，伪塑性越明显；当固相率小于10％时，在高剪切速率下浆料呈现出牛顿流体的特征；在连续冷却条件下，半固态浆料的表观粘度随着温度的降低而先缓慢后迅速增大，冷却速度显著影响半固态合金的表观粘度。     

Effects of processing parameters on microstructure of semi-solid magnesium alloy

In this paper, the effects of pouring temperature of magnesium melt, preheating temperature of the barrel of the screw mixer, and shear rate on the solidified microstructures of semi-solid slurry were investigated by a mechanical stirring semi-solid process. The appropriate processing parameters of slurry preparation were obtained, and the mold filling ability of semi-solid slurry for thin-walled casting was examined. Results indicate that the solid volume fraction of non-dendritic microstructure increases with a decrease in pouring temperature of magnesium melt and the barrel preheating temperature of the screw mixer. Also the grain size of primary α-phase is reduced. Furthermore, the solid volume fraction of semi-solid nondendritic structure decreases with an increase of shear rate. The fine and round granular microstructure with 30～50 μm in size of semi-solid AZ91D magnesium alloy was presented. Finally, a 1.0 mm thin-walled casting with a clear contour and good soundness was successfully made by semi-solid rheo-diecasting.     

转动输送管制备半固态A380浆料研究

采用转动输送管流变制浆工艺生产A380,获得了符合金属半同态加工要求的细小、近球状的非枝晶组织.主要考查了不同的浇注温度和输送管转动速度对合金微观组织形成过程的影响.结果表明,采用转动输送管技术可以制备具有良好组织的A380合金半固态浆料,适量提高输送管转动速度或降低浇注温度,半固态组织的同相颗粒会变得细小、均匀和圆整.     

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。     

阻尼冷却管法制备A356铝合金半固态浆料的研究

介绍了阻尼冷却管法制备A356铝合金半固态浆料工艺的试验装置及其工艺流程,在不同浇注温度下进行了系列试验,并与冷却斜槽法进行了对比分析。结果表明,浇注温度越低,浇注的铸件晶粒尺寸和形状因子数值就越小,晶粒球化程度越高。与冷却斜槽法相比,同一工艺参数下阻尼冷却管法制备的铸件晶粒更为细小和圆整。