新型倾斜式冷却剪切技术三维数值模拟

自行设计制造了改进的倾斜式冷却剪切技术试验装置,用来制备半固态Al-3%Mg合金坯料。建立了模拟制备半固态Al-3%Mg合金三维分析模型。结果表明:冷却斜板的倾角对合金温度场与速度场分布具有明显影响,出口温度与速度随斜板倾角增大而增大,合金温度沿合金中心线从浇口到出口基本成线性逐渐降低。合金出口温度随着浇注温度的提高而明显升高。为制备具有良好质量的半固态Al-3%Mg合金坯料,倾角θ=45°比较合理,浇注温度控制在650℃~660℃的温度范围,不能高于700℃。     

新型倾斜板技术制备半固态铝合金坯料和浆料

采用自行设计的波浪型倾斜板,在斜板冷却条件下制备了组织和触变性能优良的半固态合金坯料。而在斜板加热条件下制备出了组织优良的半固态合金浆料。在采用波浪型的倾斜板制备半固态合金过程中,在熔体爆发形核与枝晶破碎的共同作用下,形成了细小球形的半固态合金组织,浇注温度、冷却强度、斜板倾角和斜板表面材质是影响半固态合金组织的主要因素。得出了本试验条件下制备AlMg3合金半固态坯料的浇注温度范围为660~690℃;制备AlSi6Mg2合金半固态坯料的浇注温度范围为660~680℃;制备AlSi6Mg2半固态合金浆料的合理工艺条件为:斜板预热温度为300℃时,合金浇注温度为680℃。     

倾斜式冷却剪切技术制备Al-3%Mg半固态合金坯料

应用自行设计倾斜式冷却剪切实验装置,对制备Al-3%Mg半固态合金坯料进行研究,分析工艺条件对半固态合金组织的影响,以及半固态合金坯料的二次加热组织及最优二次加热工艺。结果表明,采用倾斜式冷却剪切技术可以制备具有良好组织的Al-3%Mg合金半固态坯料。获得了制备半固态Al-3%Mg合金坯料的最优工艺条件:浇注温度660~680℃;倾角40°~60°。在合理的二次加热工艺条件下,可获得优良的适于进行触变成形的半固态合金组织。二次加热的最优工艺条件为:加热温度620~630℃;保温时间90~120 min。     

熔体浇注温度和板倾斜度对倾斜板制备A356铝合金的凝固和显微组织的影响(英文)

采用倾斜板制备A356铝合金半固态浆料。通过倾斜板底部的逆流水冷却使A356合金熔体在流下倾斜板时发生局部凝固,从而导致在板壁上形成连续柱状枝晶。由于强制对流作用,这些树枝晶被折断成等轴和破碎的晶粒,然后被连续冲洗而在斜板出口形成半固态浆料。熔体浇注温度是影响凝固组织的重要条件,而倾斜度为优质半固态浆料提供必要的剪切作用。将得到的浆料在金属模具中凝固以制备理想显微组织的半固态铸造坯料。然后,通过热处理以提高半固态铸造坯料的表面质量。对半固态铸造和热处理后坯料的显微组织进行分析。研究熔体浇注温度(620,625,630和635°C)和板倾斜度(30°,45°,60°和75°)对斜板制备A356铝合金的凝固和显微组织的影响。结果表明:在625°C的熔体浇注温度和60°斜板倾角时,A356铝合金具有细小和球状的晶粒,是最佳的显微组织。     

倾斜式冷却剪切工艺条件对半固态合金组织的影响

采用自制的倾斜式冷却/剪切试验装置,对制备1Cr18Ni9Ti不锈钢与Al-Mg合金半固态坯料过程中,工艺条件对合金组织的影响进行了研究.结果表明,合金组织逐渐由粗大的树枝晶向细小的球形晶演变,组织形成过程与枝晶的破碎以及整体爆发形核机制有关.倾角、冷却板长度、浇注温度对合金组织具有重要影响.在本试验条件下,最佳倾角与冷却板长度为α=45°,L=650 mm,t=660～690 ℃为制备Al-Mg合金半固态坯料的最佳工艺参数.倾斜式冷却剪切流变显著改善了1Cr18Ni9Ti不锈钢组织与常规铸造的Al-10Mg合金的羽毛晶组织.     

控制浇注A1-Si合金的半固态铸造

采用控制浇注方法在金属模中浇注A1-7Si-0.35Mg合金,研究浇注温度对材料半固态组织及其半固态成形性能的影响.随着浇注温度的降低(从725 ℃到625 ℃),原始铸造组织从粗大的树枝晶,转变为细小等轴晶,最后变为细小的菊状晶.原始铸造组织随后经部分重熔和580 ℃保温进行组织演化,最后进行半固态成形.采用较高浇注温度制备的坯料只充满一半铸模,并伴有严重的固液分离和其他铸造缺陷.而低浇注温度坯料能实现完全充填,而且无缺陷.半固态铸件的质量主要取决于成形时半固态浆料的组织,而这一组织又是取决于原始铸造组织和随后的重熔热处理.本文重点讨论浇注温度对原始铸造组织,重熔组织演化和最后半固态铸件质量的影响.试验结果表明,对于A1-Si-Mg合金,由625～650 ℃低温浇注形成坯料,加上适当的重熔保温处理,可以得到高质量的半固态铸件.     

SCR工艺参数对A2017半固态合金组织的影响

采用自行设计的SCR实验机制备A2017半固态合金，研究了SCR工艺参数对A2017半固态合金组织的影响。实验结果表明，合金液浇注温度和轧辊冷却水流量共同影响辊靴间隙中半固态合金的固相率，降低浇注温度或者增大冷却水流量，辊靴间隙高固相率合金区间增长，晶粒尺寸变小；减小辊靴间隙或者提高轧辊转速提高合金层流剪切强度，利于枝晶破碎；增大出口半固态浆料冷却速率能有效抑制晶粒继续生长，保留其完整的非枝晶半固态组织。合金液浇注温度为760～780℃，辊靴间隙为4～6mm，轧辊冷却水流量200～300ml／s条件下，SCR技术可获得浆料状A2017半固态合金，凝固后坯料为均匀、细小的非枝晶等轴晶组织，晶粒大小在40～50μm之间，SCR技术是一种制备半固态加工坯料的理想方法。     

脉冲磁场下制备半固态铝铜合金坯料的研究

采用脉冲磁场技术制备了半固态Al-4.5Cu合金坯料,考察了冷却速度和脉冲频率对半固态坯料初生α-Al相形貌和尺寸的影响.结果表明,利用脉冲磁场处理可以制备出初生α-A1相为细小的近球状颗粒的半固态Al-4.5Cu合金坯料.初生α -Al相平均晶粒尺寸和平均形状系数分别随着冷却速度的减小和脉冲频率的增加而相应的减小和增加.但当冷却速度减小到20℃/min,脉冲频率增大到10 Hz时,半固态组织有所粗化.当冷却速度为40℃/min,脉冲频率为6 Hz时,半固态Al-4.5Cu合金坯料初生α-Al相平均晶粒尺寸最小,形貌最为圆整,适合于半固态成形.     

新型倾斜板技术制备A2017半固态合金

采用新型的波浪型倾斜板技术,对制备半固态A2017合金进行了研究.熔融的合金在倾斜的波浪型冷却板表面非均匀形核,并在流动与碰撞剪切的条件下生长,逐渐从粗大的等轴晶网络演化为细小的近球形晶.通过试验发现,在浇注温度为720 ℃、倾角为45°的条件下,选用长度为400～500 mm有间隔波浪的室温倾斜板可获得细小均匀的合金组织.坯料在二次加热温度为625 ℃、保温时间为60 min的条件下,球化理想,适合于触变成形.     

A1-4.5Cu合金半固态坯料制备研究

研究了稀土Ce对铝铜合金微观组织的影响以及A14.5Cu合金半固态坯料的制备工艺.实验表明:在Al-4.5Cu合金中加入稀土Ce,细化了合金的微观组织,固液两相区间变窄,改善了合金的凝固性能.浇注温度和浇注方式对合金坯料制备也有明显的影响.在700℃采用斜坡振动铜模水冷浇注可制备性能优良的稀土Al-4.5Cu半固态坯料,其组织为细小均匀的等轴球状晶,且制备工艺简单.