ZL201合金半固态触变压铸的组织与性能

研究了ZL201合金半固态触变压铸组织与性能,包括半固态坯料的制备、二次加热、压铸成形和成形件的热处理.结果表明:采用低频电磁搅拌半连续铸造制备的ZL201合金半固态坯料的微观组织为均匀、细小的非枝晶,在630℃下保温20 min可获得均匀的近球形二次加热组织.半固态压铸件的组织为较大的棒状、近球状的初生固相和由细小枝晶、等轴晶组成的二次固相,而且组织致密、内部无气孔.半固态压铸件经过535℃固溶9h和175℃时效6h处理后,硬度最大为HV 116.6.     

半固态ZL201合金触变压铸充型过程的模拟与验证

利用AnyCasting软件对半固态ZL201合金触变压铸充型过程进行研究,模拟了不同一级、二级快压射速度,以及不同速度转换位置条件下半固态浆料的流动状态,并通过试验进行了验证.结果表明,随着一级、二级快压射速度的增加,速度转换位置的前移,半固态浆料的流动状态从层流向紊流过渡.对于试验零件,当一级快压射速度为0.1 m/s,二级快压射速度为1 m/s,在充型60％时进行速度转换,能够生产出合格的铸件.     

半固态改性6061铝合金流变压铸试样组织及力学性能

采用石墨质蛇形通道浇注复合流变压铸工艺进行半固态改性6061铝合金流变压铸成形。对比分析了传统液态压铸和流变压铸的改性6061铝合金试样的显微组织;研究了Si含量对半固态改性6061铝合金流变压铸试样组织及力学性能的影响。结果表明,相比于传统液态压铸,半固态改性6061铝合金流变压铸试样组织中的初生α-Al晶粒明显细化和球化,由粗大的枝晶演变为细小的球状晶或近球状晶。增加Si含量可以有效细化试样组织中的初生α-Al晶粒,并提升流变压铸试样的力学性能,当Si含量由0.6%增加至2.6%时,初生α-Al的平均晶粒直径由58μm左右逐渐减小至31μm左右,抗拉强度由（107±4） MPa逐渐增加至（209±14） MPa,伸长率由2.2%±0.3%逐渐增加至5.5%±0.5%。     

ZL201铝合金半固态电磁流变成形组织与性能

利用电磁场对合金熔体的作用,研究了交流电磁场作用下ZL201铝合金半固态电磁流变成形工艺、组织与性能.结果表明;电流为18A,频率为50 Hz的交流电磁场作用下,金属液温度为650℃±3℃,模具温度为510℃±5℃时,可以获得表面光洁、尺寸精度高、微观组织致密、内部无气孔和夹杂等缺陷的成形件.其维氏硬度值可达108 HV.是不加电磁场流变成形件的1.5倍.该研究为铝合金半固态电磁流变成形技术的应用奠定了基础.     

半固态流变压铸铝合金件疲劳性能研究

对比研究了液态压铸和半固态流变压铸对ZL114A铝合金铸件疲劳性能的影响。结果表明,半固态流变压铸件相较于传统液态压铸件疲劳性能更好而且更稳定。液态压铸件的疲劳寿命主要受孔洞尺寸影响,孔洞尺寸越大,疲劳寿命越低。半固态压铸件的疲劳寿命主要受密度(孔隙率)影响,与密度成正比。半固态压铸ZL114A铝合金试样在密度大于2.62g/cm^3时,疲劳性能表现良好。在70MPa应力下,疲劳寿命可达107次。液态压铸件裂纹萌生于大的气缩孔,半固态压铸件的裂纹萌生是于中心缩松多孔的综合作用结果。     

半固态ZL201A铝合金浆料的制备

利用低过热度浇注和弱电磁搅拌方法制备了半固态ZL201A铝合金浆料,浇注温度分别为678、663、648℃,利用光学显微镜观察了不同条件下的浆料组织。试验结果表明,随着浇注温度的降低,半固态ZL201A铝合金浆料内部组织中的初生α-Al由蔷薇状向球状转变,晶粒尺寸逐渐变小,分布更均匀。同时,浆料边缘和底部组织中的初生α-Al的形貌由粗大的枝晶向蔷薇状转变。对于半固态ZL201A铝合金浆料的制备,较佳的浇注温度为663℃。电磁搅拌均匀了ZL201A铝合金液的温度场,加大了同时凝固的区域,细化了初生α-Al晶粒;同时结晶潜热的集中释放有助于蔷薇状初生α-Al的根部熔断,加速了球状初生α-Al的形成。     

铝合金半固态触变压铸试验研究

通过对普通液态压铸机的改进和相关工艺参数的调整,使用Al—6Si-2Mg合金进行了半固态触变压铸试验研究．得到了冲型完好、组织均匀的水泵盖零件。     

汽车用铝合金半固态零件触变压铸工艺研究

针对半固态触变压铸工艺特点,对国产J1128卧式冷室普通液态压铸机的压射系统和模具系统进行了结构改进,对压铸工艺参数进行了优化选择,并采用半固态专用铝合金AlSi6Mg2和商用铝合金A357开展了半固态触变压铸试验研究.结果表明: 半固态触变压铸工艺与普通液态压铸有很大的不同,在压射室和模具预热温度分别为100 ℃和250 ℃,低压压力为4.0 MPa,射料二速工作压力为12 MPa,增压压力为20 MPa,快压射速度为1.4 m/s条件下可获得充型完好的汽车用铝合金半固态零件.     

汽车用铝合金半固态零件触变压铸工艺研究

针对半固态触变压铸工艺特点,对国产J1128卧式冷室普通液态压铸机的压射系统和模具系统进行了结构改进,对压铸工艺参数进行了优化选择,并采用半固态专用铝合金AlSi6Mg2和商用铝合金A357开展了大量半固态触变压铸试验研究.结果显示:半固态触变压铸工艺与普通液态压铸有很大的不同,在压射室和模具预热温度分别为100℃和250℃,低压压力为4.0MPa,射料二速工作压力为12MPa,增压压力为20MPa,快压射速度为1.4m/s条件下可获得冲型完好的汽车用铝合金半固态零件.     

半固态铝合金触变压铸技术中关键问题的讨论

主要从原始坯料的制备方法,二次加热中感应器的设计、加热路线的设计和固液相比例的检测与控制,以及触变压铸成形中压铸机的工艺参数、模具压室及配套设备的改进等方面,总结了半固态铝合金触变压铸技术中的几个关键问题,并指出目前存在的问题及今后的发展方向。     

ZL201铝合金副车架凝固过程的微观组织模拟

采用元胞自动化(CA)方法对ZL201铝合金副车架的凝固过程和显微组织进行了模拟,建立了温度场和组织模拟场（CAFE）。对于面、体网格的划分,根据ZL201铝合的固相线和液相线分别确定了六种不同的形核面。温度场的凝固过程模拟结果表明通过油冷可以很好地控制形核率和生长速率在最合适的范围内,形核率为1/276 s·cm3,生长速率为65.2μm/s。通过热力学相图的计算结果表明Al3Ti相的形成过程,它从周围的铝原子中吸收共价电子。随着钛含量的增加,Al3Ti的析出温度升高。此外,Al3Ti的含量也从0.144mol%提高到0.698mol%,晶粒细化的效果也随之越来越明显。通过对ZL201铝合金副车架的微观组织、对应的<100>取向极图和金相组织的模拟和实验对照,表明Ti含量的变化对ZL201铝合金副车架的微观组织的晶粒细化效果有显著影响。随着钛含量的增加,新相Al3Ti促进了晶粒细化和组成的均匀性。从模拟的<100>极图可知,Ti含量的增加有利于晶粒的择优取向,而且晶粒细化的方式是通过减缓晶粒之间的生长竞争性来实现的。模拟的结果与实验得到的金相组织基本一致。     

Study on a semi-solid rheo-diecasting process with AZ91D alloy slurry

In this paper, a rheo-diecasting process of AZ91D alloy semi-solid slurry produced with a twin-screw stirring mixer was investigated. The results show that the tensile strength and elongation of the sample made by rheo-diecasting were 37% and 44% higher, respectively, than those produced by conventional liquid diecasting. The castings fabricated by rheo-diecasting possessed good density with low shrinkage and could be heat treated. It is a “near-net shape” production process.     

Numerical simulation on rheo-diecasting mould filling of semi-solid key-shaped component

Based on the experimental data of apparent viscosity about semi-solid A356 aluminum alloy,the apparent viscosity model was developed and inserted into a commercial software Castsoft6.0,and a key-shaped component filling process was simulated.The simulation results are in good agreement with the experimental filling results,which indicates that the apparent viscosity model established is effective and available.The process parameters on the cavity filling of the key-shaped components have been optimized.The injection pressure should be more than 15MPa.the slurry flowing velocity in the in-gate should be more than 1.73m/s,and the slurry temperature should be over 585℃.     

ZL201铝合金底板铸造工艺和性能研究

在普通红砂湿型、手工造型条件下,确定了合理的铸造工艺方案,铸造出合格的ZL201铝合金底板铸件。铸件实现均衡凝固,避免了气孔和疏松的产生。测试了铸件的力学性能并进行了金相组织观察,铸件的力学性能Rm=250 N/mm2、A=4%,满足使用要求。     

等温温度和时间对ZL104铝合金半固态等温热处理组织的影响

研究了半同态等温热处理制备非枝晶组织ZL104铝合金的可行性以及保温温度和时间对合金半固态等温热处理组织的影响.结果表明,通过合适的半固态等温热处理工艺制备非枝品球状组织ZL104铝合金是可能的.在580℃保温下随着保温时间从30 min延长到120 min或在120 min保温下随着从570 oC保温提高到580℃,合金半固态组织巾未熔初生相颗粒的尺寸减小,其球状化趋势逐渐变得更明显.在本文条件下,ZL104合金最佳的半固态等温热处理工艺为580℃×120 min,通过该工艺合金可以获得液相含量为49%和未熔固相颗粒尺寸为115μm的非枝品球状组织,能够满足后续半固态成形的需要.     

准共晶型ZL109合金半固态锻造成形组织演变特征与力学性能研究

试验研究了ZL109合金在半固态锻造成形过程中（坯料制备,二次重熔和零件成形）的组织演变及成形零件的热处理工艺和力学性能。结果表明：在坯料制备过程中,低过热浇注使坯料微观组织中的共晶硅片细化;在二次重熔时共晶组织熔解,共晶硅片进一步细化和团块化;在半固态锻压成形流动过程中,合金微观组织间发生了摩擦、变形,使得α相球团化,共晶组织细化;半固态锻压零件在热处理过程中,共晶组织中的α相向初生α相聚集成球团状,而共晶组织中的硅颗粒聚集成团块硅相;制备合金坯料的合理低过热浇注温度为566℃,合理的半固态锻造温度为569℃;合金热处理以后伸长率从0％提高到1．42％,比一般铸造方法所得的铸件的塑性明显要高。     

ZL112Y铝合金半固态压铸过程微观组织的演变

研究了ZL112Y压铸铝合金在半固态压铸成形过程中的组织演变过程。观察了原始料坯、半固态重熔后快速水淬的料坯、压铸机压室内的冲头料坯以及压铸模内的内浇口和半固态压铸零件中不同部位的固相a组织的形貌，同时采用定量金相的方法分析了这些部位的固相α组织的圆形度、粒子平均直径和单位面积粒子个数等参数。结果表明：半固态重熔过程使原始料坯中的α枝晶组织变成节杆状和球团状组织，转变的原因是枝晶熔断机制；重熔后料坯在压室内的运动过程使半固态料坯中的α粒子尺寸的不均匀性得以消除，同时使残留的枝晶得以进一步的分离细化；α相均匀化和细化了的半固态浆料进入铸型后液相更容易到达铸件远端，液相和固相充型是2个不同的过程，液相的充型速率要大于固相。