选区激光熔化AlSi10Mg粉末性能研究

选区激光熔化技术具有独特的成型方式和工艺特点,其对成型粉末的性能也有着特殊的要求.以铝硅合金、精铝锭和精镁锭为原材料,通过气雾化制备AlSi10M g金属粉末.利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、激光粒度仪、表面吸附仪等设备对AlSi10Mg金属粉末的性能进行测试.测试结果表明:AlSi10M g金属粉末的松装密度为1....     

激光选区熔化成形AlSi10Mg铝合金粉末特性研究

增材制造技术是一种新型的成形技术,其优点在于无需机械加工或任何模具就可快速地将零件从数字模型制造成实体零件,从而缩短产品的研制周期,提高生产效率。激光选区熔化成形专用金属粉末作为增材制造技术最重要的原材料,有着自身独特的规律,粉末特性影响SLM工艺参数的制定。对SLM专用AlSi10Mg粉末特性进行研究(包括粉末化学成分、比表面积和粉末粒度分布等)的结果表明,SLM使用的金属粉末要求粒度小、粒度分布窄、球形度高、氧含量低和流动性好等。     

半固态AZ91D镁合金稳态流变理论模型的建立

基于Chen-Fan模型关于半固态金属微观结构与宏观流动的描述,文中赋予解聚率、碰撞率新的表达式,以改善原模型中存在的两点不足(当剪切速率为0,解聚率为0;存在无物理意义的参量)。将此新模型用于半固态AZ91D镁合金浆料的稳态流变性能的研究。研究表明,稳态黏度随有效固相体积分数的增加而增加、随剪切速率的增加而减小,这与文献的实验数据相吻合。这表明修改过后的理论模型克服了上述两点不足,达到了预期的效果。     

Sn对AlSi7Cu2Mg合金性能和组织的影响

通过拉伸测试、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）二次电子像、背散射电子像和微区能谱分析,研究了Sn对AlSi7Cu2Mg合金性能和组织的影响。结果表明,当Sn含量（质量分数）大于0.2%时,AlSi7Cu2Mg合金的抗拉强度和延伸率显著降低。添加了Sn元素的AlSi7Cu2Mg合金中Si相粗化,大小不一且分布不均匀。     

AlSi7Mg铝合金表面激光熔覆WC增强镍基合金熔覆层的组织与性能

在AlSi7Mg铝合金表面制备单道和多道WC增强镍基合金激光熔覆层,研究了熔覆层的显微组织、物相组成、稀释率和显微硬度.结果表明:当激光扫描速度由3.3 mm·s-1增至6.0 mm·s-1时,单道激光熔覆层中的气孔和裂纹变少;在扫描速度4.6 mm·s-1、光斑直径1.0 mm、搭接率20％条件下,多道熔覆层中WC颗...     

铝合金的半固态处理

20世纪70年代发展起来的半固态金属(简称SSM)铸造,现今已经在美洲、欧洲和亚洲得到商业应用。SSM铸造与全液态的铸造相比有不少优点,比如产品的低空隙率和铸造时较高的流动黏性。高的流动黏性在浇注时产生的层流,能防止气体的卷入,从而获得高质量的铸造产品。SSM铸造工艺在合金处于部分固态、部分液态时进行浇注。有几种金属合金可以用于SSM铸造,如铜、镁、镍和球墨铸铁。不过在SSM铸造中最商业化的成功是使用铝合金。在铝合金中,一般液态成分为0.5时是最优的。     

TiB_2/AlSi7Mg0.6复合材料的热处理强化

采用KBF4和K2TiF6混合盐反应工艺原位合成制备了TiB2颗粒增强AlSi7Mg0.6合金(TiB2/AlSi7Mg0.6)复合材料,并进行了固溶和时效处理;用光学显微镜、透射电镜和硬度仪对复合材料的显微组织及热处理强化后的性能进行了研究。结果表明:TiB2颗粒显著细化了复合材料的显微组织;固溶处理后复合材料达到硬度峰值的时效时间较基体合金缩短,峰值硬度提高幅度小于基体合金的;复合材料中铝基体晶粒细小、晶界面积大,导致时效强化相在晶内的析出量不足,是复合材料时效硬度提高幅度下降的主要原因。     

变形铝合金半固态挤压铸造技术研究

利用变形铝合金半固态挤压铸造工艺的成熟技术,对难以铸造成形的变形铝2A12材料半固态挤压铸造技术展开探索,分析变形铝2A12材料半固态挤压铸造难点,提出变形铝2A12材料半固态挤压铸造成形技术方案。经过大量工艺试验验证,分析问题,改进方案,获得了变形铝2A12材料半固态挤压铸造成形技术所能达到的铸件力学性能指标,得到了适合性能要求的相关铸造工艺参数及成形后固溶处理工艺参数,为进一步研究和探索变形铝合金2A12半固态挤压铸造技术的工程化应用奠定了工艺技术基础。     

铝合金零件半固态压铸技术应用研究

以水泵盖为目标零件,使用A357合金和新型铝合金Al-6Si-2Mg研究了半固态触变压铸过程中的工艺参数对零件最终性能的影响.通过对普通液态压铸机的改进和相关工艺参数的调整,进行了半固态触变压铸试验研究,得到了充型完好、组织均匀的水泵盖零件.     

新型半固态加工专用铝合金的试验研究

基于半固态金属加工原理，采用合金热力学计算方法，对Al-Si-Mg系适合半固态加工的合金成分进行了优化设计，并在此基础上开展了试验研究。结果显示：1）采用国际通用的ThermoCalc软件能够成功地对Al-Si-Mg系合金成分进行优化设计，并且计算结果与试验结果具有较好的一致性；2）优化后的Al-6Si-2Mg合金在各工序中都表现出良好的半固态加工性能，连铸和二次加工过程的稳定性和可控性大大提高，坯料的凝固组织更加细化、球化和均质化；3）通过优化工艺，最终获得了Al-6Si-2Mg合金半固态触变成形的工艺参数和外观完整、性能优良的半固态压铸件，为半固态触变成形的工业应用打好了基础。     

AlSi12铝合金铸件切削效率和降噪的研究

为了进一步提升切削效率和降低加工噪音,本文研究了AlSi12铝合金材料各主元素对压铸性能、材料性能和切削性能的影响,同时建立切削过程数学模型,通过理论计算和实验验证的方法得到机床和刀具的主要变量对切削效率和噪音的综合影响关系。结果表明,AlSi12材料在压铸工艺过程中呈现很好的铸造性能,且成形后的零件具有较好的材料性能,但加工过程切削热较为集中,对刀具的磨损较为剧烈,应当选用钨钢等硬度较高材质;AlSi12强度较高,应尽量减小切削力,从而降低切削功率,使得切削温度降低,缓解刀具磨损延长寿命,故在相同转速和进给速度的情况下选用较多刀刃的刀具;刀具变量与加工噪音不是强相关项,改善装夹方式可以起到更好的效果;钨钢刀具更适合切削效率的提升,给加工过程带来的负面影响较小。     

先进的半固态合金流变铸造技术

本文总结了30余年来半固态合金流变铸造技术的研究和应用现状，分别描述了各种流变铸造技术的特点及发展前景。     

GO/AlSi10Mg激光熔化沉积组织性能研究

针对铝合金激光熔化沉积件强韧性差等问题,提出一种溶剂蒸发法制备具有粉末球形度高、流动性好、激光吸收率高且氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)均匀分散的GO/AlSi10Mg复合粉末,采用激光溶化沉积技术(Laser melting deposition,LMD)分别打印AlSi10Mg成形件和GO/AlSi10Mg成形件,对比分析两种LMD成形件的微观组织和力学性能,探究GO调控AlSi10Mg合金成形件强韧性的机理。结果表明,添加0.1%GO的LMD成形复合材料抗拉强度提升了10.3%,延伸率提高了170%,硬度提高了5.8%,拉伸断口从脆性断裂特征转变成韧性断裂特征。GO在高能激光的作用下发生还原反应生成石墨烯,石墨烯对复合材料起到了晶粒细化的效果。拉伸试验过程中位错在石墨烯附近聚集并缠结,石墨烯在铝基体中的钉扎作用阻碍了位错的移动、促进了位错增殖,而且石墨烯与Al基体有较强界面结合,起到载荷转移和桥接作用。由于晶粒细化、位错强化、载荷转移强化以及桥接作用,提出的GO/AlSi10Mg激光熔化沉积技术提高了铝合金成形件的强韧性,为铝合金激光熔化沉积技术的应用和发展提供了...     

2MW风力发电机组稳态气动性能研究

风力发电机组的性能曲线是评价风能利用率的有效手段,是风力发电机组控制系统设计的基本依据。为提高风力发电机组风能利用率,在设计风力发电机组过程时,需要对机组气动性能进行评估。利用GH-Bladed软件的稳态分析功能,在动量理论模型的基础上,对2MW风力发电机组进行稳态情况下的气动性能进行了研究。仿真结果确定了影响风力发电机组风能利用率的主要因素,以及转矩、推力、转速等性能参数与轮毂风速的关系。研究结果表明,前期的参数设计符合理论标准,能够准确地描述该风力发电机组的运行特征,可作为后续风力发电机组优化设计的理论基础。     

高强铝合金半固态精密成型技术应用研究

7000 系列高强铝合金已在航空、航天等领域得到广泛应用。但这类高强铝合金因合金元素含量高,存在凝固组织粗大且不均匀、合金元素偏析严重、铸件易开裂等问题,难以直接铸造成型。文中开展了7075 铝合金环缝式强电磁搅拌流变制浆及半固态精密成型技术的应用研究。研究表明,环缝式强电磁搅拌半固态精密成型技术有效提高了7075 铝合金成分均匀性,铸件组织细化,热裂倾向减少明显,合金的成型性能和零件的力学性能大幅提高,可以实现高强铝合金零件的近净成型。     

铸造AlSi7MgLa铝合金的金相组织和力学性能研究

在铸造铝合金中,添加稀土元素镧可以起到明显的效果。通过Al-9.38%La稀土铝中间合金向铝合金熔体加入稀土元素镧,制得了铸造AlSi7MgLa铝合金。用金相显微镜和电子万能材料试验机研究了铸造AlSi7MgLa铝合金的金相组织和力学性能,结果表明,稀土元素镧能改变共晶硅的形貌,当稀土元素镧的加入量为0.31%时,共晶硅形成细小的颗粒状,合金的强度较高,为116 MPa。当稀土元素镧加入量为0.87%时,有比共晶硅粗大的稀土元素镧相析出,降低了合金的力学性能,合金的强度进一步下降到52 MPa。     

半固态AZ91D合金暂态流变特性的研究

文中以Chen-Fan模型为基础对其表达式中关于解聚率和碰撞率的表达式做出符合实际的修改,并将修改后的模型应用于半固态AZ91D镁合金暂态过程的研究。首先将半固态A Z91D镁合金浆料静置一段时间后,分别从浆料中各固相粒子之间发生聚合和解聚两个方面观察其处于暂态过程时的表观黏度变化。然后通过研究发现当再次施加某一剪切速率时,半固态浆料的表观黏度值会急剧下降直至稳定到某一固定数值,表现出典型的剪切变稀即触变性。这对于半固态金属浆料的充型十分重要。     

2Al2铝合金微弧氧化膜性能研究

采用Na2 WO4和Na2SO3电解液对2Al2铝合金进行微弧氧化,研究了微弧氧化陶瓷膜表面形貌、截面组织、显微硬度及耐磨性等性能.结果表明,微弧氧化表面处理可以在2Al2铝合金表面形成致密并与基体结合良好的陶瓷膜,Na2WO4溶液浓度对陶瓷膜颜色、表面形貌、致密度和显微硬度都有影响,但对于陶瓷膜成膜厚度没有显著影响....     

2Al2铝合金微弧氧化膜性能研究

采用Na2 WO4和Na2SO3电解液对2Al2铝合金进行微弧氧化,研究了微弧氧化陶瓷膜表面形貌、截面组织、显微硬度及耐磨性等性能.结果表明,微弧氧化表面处理可以在2Al2铝合金表面形成致密并与基体结合良好的陶瓷膜,Na2WO4溶液浓度对陶瓷膜颜色、表面形貌、致密度和显微硬度都有影响,但对于陶瓷膜成膜厚度没有显著影响.同时,在Na2SiO3电解液中添加Na2WO4将会导致陶瓷膜显微硬度的增加,而且随着与界面距离的增大,陶瓷膜显微硬度逐渐增加.     

激光选区熔化制备负泊松比椭圆多孔AlSi10Mg合金性能的数值模拟

将椭圆孔的长/短轴之比、短轴半轴长和初始胞元的边长作为设计参数,提出了一种简化的负泊松比椭圆多孔材料设计方法,通过几何关系建立了材料泊松比与设计参数间的数学模型,基于Gibson-Ashby模型建立了弹性模量与设计参数间的数学模型;通过准静态压缩试验对采用激光选区熔化技术制备的负泊松比椭圆多孔AlSi10Mg合金的泊松比数学模型进行验证,并确定弹性模量数学模型中的常数C。结果表明:采用所建立的泊松比与设计参数数学模型计算得到负泊松比椭圆多孔AlSi10Mg合金的泊松比与试验值相吻合,相对误差在10%~15%;椭圆长/短轴之比、短轴半轴长与泊松比呈负相关,而初始胞元边长与泊松比呈正相关;计算得到泊松比椭圆多孔AlSi10Mg合金弹性模量数学模型中的常数C约为4.123。