新工艺制备A356铝合金半固态浆料及其流变压铸组织和性能

将新开发的分流汇合浇道(DCR)半固态浆料制备工艺与压铸技术结合,实现A356铝合金流变压铸成形.结合数值模拟与实验,探讨DCR工艺制备半固态浆料机理;研究DCR流变压铸和传统压铸A356铝合金的显微组织和力学性能.结果表明,DCR工艺可以制备内部含有大量初生α-Al晶粒且其平均尺寸为49μm、形状因子为0.81的高品...     

金属型铸造与半固态流变压铸2024铝合金组织对比

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD),研究了2024变形铝合金在半固态流变压铸过程中的组织特征.结果表明,流变压铸成形的2024变形铝合金的组织主要由球状和类球状的初生α-Al相,与颗粒间不规则的连续网状分布的共晶相θ-CuAl2相及S-CuAl2Mg相组成.二次凝固的过程主要分3个阶段:“脚趾”状和“齿”状初生α2相依附生长,爆发形核产生呈等轴状的初生α3相和共晶反应.共晶组织主要以共生生长方式为主,α-Al相、θ-CuAl2相和S-CuA12Mg相之间的横向扩散来促使各相的交替生长,形成的层片状共晶组织,主要以“搭桥”方式形成.     

半固态7075铝合金流变压铸充填性与组织分布

采用倒锥形通道制备半固态7075铝合金浆料,试验研究了浆料的成形温度、压射比压和压铸模温度对半固态流变压铸7075铝合金充填性能的影响.结果表明,半固态7075铝合金浆料适当高的成形温度有利于充填性能的提高;压射比压和压铸模温度对半固态7075铝合金流变压铸充填性也有影响,压射比压越大,充填性越好.此外,采用倒锥形通道制备的半固态7075铝合金浆料组织分布较均匀,在后续流变压铸件的组织也均匀、致密,表明通过此工艺方法可获得力学性能较好的半固态7075铝合金压铸件.     

半固态流变压铸Al-20%Si合金充型能力的研究

在合金液相线温度附近,对Al-20%Si高硅铝合金施加高能超声振动,制得具有一定固相率的半固态浆料,并流变压铸成形为蛇形试样.通过正交实验法,研究了压射压力、压射速度和浇注温度对半固态流变压铸Al-20%Si合金充型能力的影响.结果表明,在本试验条件下,工艺参数影响充型能力的强弱依次为:充型压力,压射速度,浇注温度.充型能力随充型压力增大而提高,随压射速度的增大,充型能力先提高后降低.浆料浇注温度在700~680℃间变化时,合金充型流动长度的差别不大.根据正交实验分析,得到最佳充型能力的工艺参数:充型压力为80MPa,充型速度为2.5m/s左右,浆料浇注温度为690℃,流变压铸Al-20%Si半固态合金可达到最大充型长度2 118mm.合金的非平衡凝固使得组织中出现了初生α-Al,且试样前端组织较靠近料柄部分更为细小均匀.     

铝合金液态与半固态压铸件的组织性能研究

对A356铝合金液态与半固态压铸成形件在压铸态和T6热处理态下的力学性能与微观组织进行了研究。试验得出，与液态压铸成形件相比，半固态压铸成形件可以获得更佳的综合力学性能；经同样T6热处理后，两者抗拉强度都得到提高，伸长率下降，但半固态压铸成形件抗拉强度提高的幅度更大，伸长率降低得更少。从微观角度解释了两种不同成形方法产生这一性能差异的内在原因。     

半固态流变压铸的研究现状与发展趋势

介绍了近年来一些新的流变压铸方法,如单螺旋、双螺旋机械搅拌式流变成形、压射室制备浆料式流变成形、低过热度倾斜板浇注式流变成形等.介绍国内外在半固态流变压铸领域的研究现状,指出了现今环境下半固态流变压铸所存在的问题,及半固态流变压铸今后的发展方向.     

热处理工艺对含Er压铸Al-Si-Mg合金组织及性能的影响

以含Er的压铸Al-Si-Mg合金为研究对象,通过拉伸性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及透射电镜(TEM)分析及定量统计,分析研究了不同固溶、时效工艺对合金组织及性能的影响。结果表明:双级固溶有利于一次相回溶至基体,使合金的塑性提高;固溶温度、时间的提高能够增加固溶到基体中的溶质原子和一次相的数量。Al-Si-Mg合金峰时效时,主要的强化相为β″、β′相,β′相主要表现为长条状及“T”字形。当热处理工艺为(280 ℃×3 h+530 ℃×3 h)固溶+170 ℃×3 h时效时,合金的伸长率达8.5%,具有高塑性; 热处理工艺为(280 ℃×3 h+540 ℃×10 h)固溶+170 ℃×10 h时效时,合金的抗拉强度为344 MPa,屈服强度为312 MPa,合金具有高强度。     

半固态流变压铸AZ91D镁合金的组织与性能

采用自行研制的镁合金半固态流变压铸成形机组 ,研究了半固态制浆工艺与组织及性能之间的关系。结果表明 ,镁液浇注温度越高 ,制浆搅拌的剪切速率越高 ,或搅拌机的筒体温度越高 ,半固态非枝晶组织的固相率越低。所制备的AZ91D镁合金半固态组织细小、圆整 ,晶粒度为 3 0～ 5 0 μm ,半固态流变压铸试样的抗拉强度和伸长率比液态压铸试样有显著提高。     

流变压铸YL112铝合金的组织和力学性能

利用自主研发的剪切低温浇注式流变制浆工艺(LSPSF)制备浆料,在DCC280卧式压铸机上进行半固态压铸成形试验,研究了流变压铸YL112铝合金的组织和力学性能.试验结果表明,在浇注温度为620℃、输送管转速为90 r/min、结晶器预热温度为550℃、倾斜角为25°的工艺参数下得到的压铸件经过测试,压铸缺陷较少,力学性能优良,热处理后性能进一步提高.     

振动频率对流变压铸ZL104组织和性能的影响

采用自制的振动频率可调的倾斜流变装置,制备了半固态合金浆料并直接进行了流变压铸,研究了振动频率对半固态ZL104合金组织及性能的影响。结果表明,利用带振动装置的倾斜板法制备半固态合金浆料并进行流变压铸,成形试样的组织细小,颗粒较为圆整,随着振动频率的增加,组织进一步细化。振动频率对抗拉强度和伸长率影响较大。随着振动频率增加,抗拉强度、伸长率、硬度和冲击韧度都在增加,当振动频率为40Hz时,抗拉强度为291MPa,伸长率为7%,硬度(HBS)为80.8,冲击韧度为0.95kJ/m2。     

AZ91HP镁合金流变压铸工艺与性能研究

采用自行开发的锥桶武半固态浆料制备装置,并结合实验室压铸机,研究了AZ91HP镁合金流变压铸成形的工艺与性能.结果表明:内锥桶转速越大,成形件内部晶粒越细小,转速为600 r/min时,初生α-Mg固溶体主要由近球形颗粒组成,颗粒尺寸细小圆整,平均尺寸为38～40μm;剪切温度较高时,成形件内部初生α-Mg晶粒较粗大,圆整度较好;剪切温度较低时,初生α-Mg品粒较细小,圆整度相对较差.不同工艺下流变压铸件抗拉强度及伸长率均高于普通液态压铸件,其中抗拉强度提高10%～15%,伸长率提高40%以上.     

热处理对流变压铸2024变形铝合金组织及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等,研究热处理对流变压铸2024变形铝合金组织及性能的影响。结果表明:流变压铸成形的2024变形铝合金在495℃固溶处理12 h后,共晶相θ(CuAl2)相和S(CuAl2Mg)相在α(Al)基体中充分固溶,初生颗粒与二次凝固区颗粒也存在合并长大现象;经190℃时效处理8 h后,合金强度较高;时效处理16 h时,合金硬度达到峰值,合金析出相主要在晶界以不连续析出为主,合金具有较好的固溶强化作用。     

铝合金半固态压铸工艺参数及性能研究

应用具有不同厚度的简单板材模具来系统研究压铸工艺参数对A356铝合金半固态压铸件性能的影响,以优化半固态压铸工艺及其参数.试验结果表明,对A356铝合金半固态压铸,其性能随压射压力的增大而提高,当压射压力大于100 MPa,则性能基本上不再提高.压铸速度过小或过大会降低压铸件的性能.另外建压时间、坯料加热温度、模具预热温度以及脱模剂等参数对半固态压铸件性能也有明显的影响.     

中小型铝合金铸件半固态流变压铸技术研究

基于智铸超云—压铸领域专业CAE云平台,采用扣手铝合金铸件为研究对象,模拟分析了压射工艺参数对半固态流变压铸充型过程的影响,优选出了一种最佳的匀加速料筒孕育半固态流变压铸工艺方案进行实际产品的生产试验.结果表明:采用五段低速射出模式B压铸工艺方案,可使合金液在压室中流动平稳,呈层流状态,没有出现紊流;根据模拟结果优化了...     

冷却方式对散热用Al-Si-Mg合金组织与性能的影响

采用不同铸造冷却方式(水冷铜模、风冷、空冷)制备了Al-9Si-0.3Mg合金试样,研究了不同冷却条件下Al-9Si-0.3Mg合金组织结构及传热性能的影响规律.结果 表明,冷却方式对Al-9Si-0.3Mg合金强度与热导率影响显著,随着冷却强度提高,初生α-Al逐渐趋向均匀,共晶Si逐渐变得细小圆整,合金屈服强度、伸...     

6061铝合金自孕育流变压铸薄壁件制备及组织性能

采用自孕育法制备6061变形铝合金半固态浆料,研究浆料保温时间对自孕育流变压铸件凝固组织及力学性能的影响,并分析了压铸件不同部位的凝固组织及其差异形成的原因。结果表明:自孕育法可有效改善6061铝合金传统铸造形成的粗大树枝晶组织,制备出具有等轴状或球状初生α-Al晶粒的铸件。采用自孕育法制浆结合高压压铸能成形完整的6061铝合金半固态流变压铸件。相比传统金属型铸造和液态高压压铸,自孕育流变压铸能显著提高铸件的力学性能。浆料等温保温过程中,初生α-Al晶粒尺寸随着保温时间的延长逐渐增大且逐渐圆整,在保温时间为5 min时获得的流变压铸件组织最为圆整,力学性能最好,过长的保温时间会恶化组织并显著降低铸件的力学性能。对于同一参数的压铸件,随着浆料充型距离的增加,模具冷却速率逐渐增大,压铸件内部组织差异明显。     

A357铝合金半固态流变压铸数值模拟

利用商业模拟软件Flow-3D对A357铝合金半固态流变压铸过程进行了研究。对不同压射压力和不同压射速度下的半固态流变充型流动状态及气孔分布进行了模拟,并对其凝固过程进行了模拟,最后通过试验对其进行验证。模拟及试验结果显示,随着压射压力与压射速度的增大,半固态熔体流动状态从层流向紊流过渡;同时压射压力和压射速度的增大对气孔分布也有一定的影响。模拟结果与试验结果基本保持一致,表明利用Flow-3D对压铸工艺进行参数优化是可行的,实现了压铸件性能提高的目的。     

ZL201铝合金半固态流变压铸组织与性能

研究了ZL201铝合金半固态流变压铸组织与性能,包括半固态浆料的制备、压铸成形和固溶、时效处理。结果表明:在ZL201铝合金液相线温度附近施加交变电磁场,能够获得均匀、细小、近球形非枝晶组织的半固态浆料;半固态浆料经压铸成形后,零件具有等轴或蔷薇状晶粒组织;经T5热处理后,ZL201铝合金的抗拉强度为253N/mm2,伸长率为7%。流变压铸件的组织和性能优于半固态触变压铸件的。     

半固态A356合金的流变压铸充填性与组织分布

试验研究了压射比压和压射速度对半固态A356铝合金流变压铸充填性的影响。试验结果表明：压射比压和试片的壁厚对新型方法制备的半固态A356合金浆料的充填性影响较大，试片壁厚越大，压射比压越大，型腔越容易充满；为了保证充满型腔，对于10mm的试片，压射比压应≥15MPa，而对于5mm的试片，压射比压应≥20MPa。压射速度对半固态L356合金浆料充填性也具有较大的影响，较高的压射速度有利于半固态A356铝合金浆料的充填；为了保证充满型腔，对于10mm，的试片，压射速度应≥0．384m／s，而对于5mm的试片，压射速度应≥1．152m／s。流变压铸试片的组织分布很均匀，利于获得高质量的半固态A356合金压铸件.     

Li含量对Al-Si-Mg-Li合金组织与性能的影响

研究了不同含Li量对Al-7Si-0.5Mg合金显微组织和性能的影响,合金采用真空电阻炉熔炼,利用金相显微镜观察合金组织,采用DSC分析析出相,用维氏硬度计测定硬度。结果表明,Li使含7%Si的Al-Si-Mg-Li中出现初晶硅,随着Li含量的增加,初晶硅数量增多,尺寸变大,形状也由卵状逐渐变为三角状。Li抑制合金中沉淀相的析出,使时效强化效果变差。加入Li后,合金的伸长率,随含Li量增加,伸长率下降;抗拉强度提高,在含2%Li时达到245 MPa。