7075铝合金选区激光熔化研究现状

现今航空航天等领域对复杂精密零件的需求逐步增加,传统的加工方式已无法满足这一趋势。选区激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)基于逐层叠加的原理可一次性成型复杂件,因此对于这类零件具有广泛的应用前景。7075铝合金是航空航天领域常用的一种高强铝合金,由于高强铝合金热导率高,对激光反射率大,易氧化,有很强的热裂倾向等特点,导致SLM成型7075铝合金难度大。然而市场对其越来越大的需求,近几年发展迅速。主要从工艺优化和添加形核成分方面总结了近几年国内外7075铝合金选区激光熔化的研究现状,并阐述了存在的问题和发展趋势。     

湍流式搅拌在控制圆筒形薄壁铝合金淬火尺寸变形中的应用

正薄壁铝合金零件化淬火冷却的过程中极易产生严重的变形,是热处理工作者的棘手难题。采用湍流式搅拌装置调节搅拌烈度是提高精密零件加工精度的一种全新热处理方法。薄壁铝合金零件采用人工搅拌调节进行固溶处理后搅拌烈度不均,易造成零件尺寸畸变的问题一直是制约生产加工的"瓶颈"。通过对薄壁铝合金零件采用湍流式搅拌装置进行固溶处理后,有效地改善了搅拌烈度,避免了固溶后出现的较大变形倾向,最终不仅达到淬火工件硬度、组织趋于均匀的目的,又能减轻工人劳动强度,保证产品质量,提高生产效率,延长了精密零件的使用寿命。     

半固态金属成形技术(下)

五、半固态成形的应用1.在铝合金制备中的应用目前半固态金属成形应用最成功和最广泛的是在铝合金的制备中。其原因不仅是因铝合金的熔点较低和使用范围广泛 ,而且铝合金是具有较宽液固共存区的合金体系。在铝合金工业中 ,包括Ａｌ Ｃｕ合金、Ａｌ Ｓｉ合金、Ａｌ Ｐｂ合金和Ａｌ Ｎｉ合金等 ,特别值得一提的是半固态金属成形技术已开始应用于制备铝合金制品。图 3所示是半固态成形的铝合金零件。目前 ,半固态成形的铝合金零件重量可达 7ｋｇ以上。图 3　半固态成形的铝合金零件2 .在其它材料中的应用对于镁合金和铜合金 ,也可以应用ＳＳＭ…     

A356铝合金半固态浆料电磁搅拌法制备过程的数值模拟

建立电磁搅拌法制备A356铝合金半固态浆料过程的电磁场、温度场和流体力学场多场耦合的二维数值模型,采用Powerlaw cut-off(PLCO)半固态模型来描述铝合金浆料的流场,并利用有限元软件ANSYS和编程软件INTEL FORTRAN相结合对电磁场、温度场和流场耦合模拟,研究多场搅拌参数对电磁场、温度场和流场的影响规律。模拟结果表明,搅拌频率和搅拌电流增加时会使电磁场增大且分布不均匀,从而造成浆料流速迅速增大并且分布不均匀。进一步获得电磁搅拌法制备A356铝合金半固态浆料的合理搅拌参数。在所研制的试验装置上验证了数值模拟的可靠性。     

半固态高压铸造AZ91D镁合金的显微组织与力学性能

通过降低浇注温度来制备半固态料坯,再将料坯重熔至半固态,最后运用高压铸造技术成型摩托车用AZ91D镁合金零件;用光学显微镜、拉伸试验机和硬度仪等研究了成型零件的显微组织和力学性能。结果表明:半固态料坯的组织由初生α-Mg相、次生α相和γ-Mg17Al12相共晶组织构成,降低浇注温度可使组织细化;重熔后组织由未熔的α-Mg固熔体和部分液相转变相组成;经过半固态高压铸造成型后,零件显微组织由未熔的α-Mg相与网状分布的共晶相组成;用该工艺制备零件的力学性能受到组织缺陷和铸件内部缺陷的影响较大,需要进一步优化半固态成型工艺。     

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.     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料液态模锻工艺研究

采用半固态搅拌熔炼方法，通过对ＳｉＣ颗粒进行适当的预处理，在基体合金中加入适量的合金元素以及合理控制搅拌温度，搅拌速度及时间等参数，使ＳｉＣ颗粒与铝合金溶液得到了良好的浸润与复合。在此基础上用液态模锻工艺制备了组织致密，颗粒分布较均匀，性能较理想的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料。用该方法制造复合材料工艺简单，制造成本低，可用于批量生产。     

半固态ZnAl27合金组织形成机理研究

采用机械搅拌法制备了半固态ZnAl27合金,与常规铸造合金进行了对比,并对其组织形成机理进行了研究,为锌铝合金的半固态加工这一新技术提供了理论依据。     

半固态ZnAl27合金组织形成机理研究

采用机械搅拌法制备了半固态ZnAl27合金，与常规铸造合金进行了对比，并对其组织形成机理进行了研究，为锌铝合金的半固态加工这一新技术提供了理论依据。     

熔体混合与半固态电磁搅拌复合处理对初生Si相细化的研究

本文分别采用半固态电磁搅拌法和熔体混合结合电磁搅拌技术来制备Al-20%Si合金,研究表明单纯采用电磁搅拌技术制备Al-20%Si时,会产生偏析层,其初生Si平均尺寸在60μm以上;而采用熔体混合+电磁搅拌复合处理可使Al-20%Si合金中的初生Si尺寸降至16μm以下,可消除在单纯电磁搅拌合金边缘出现的粗大的初生Si的偏析层,并且熔体混合处理处理还可以强化过共晶Al-20%Si合金的电磁搅拌效果,可获得良好细化效果.     

Precision forging technology for aluminum alloy

Aluminum alloy is a preferred metal material for lightweight part manufacturing in aerospace, automobile, and weapon industries due to its good physical properties, such as low density, high specific strength, and good corrosion resistance. However, during forging processes, underfilling, folding, broken streamline, crack, coarse grain, and other macro- or microdefects are easily generated because of the deformation characteristics of aluminum alloys, including narrow forgeable temperature region, fast heat dissipation to dies, strong adhesion, high strain rate sensitivity, and large flow resistance. Thus, it is seriously restricted for the forged part to obtain precision shape and enhanced property. In this paper, progresses in precision forging technologies of aluminum alloy parts were reviewed. Several advanced precision forging technologies have been developed, including closed die forging, isothermal die forging, local loading forging, metal flow forging with relief cavity, auxiliary force or vibration loading, casting-forging hybrid forming, and stamping-forging hybrid forming. High-precision aluminum alloy parts can be realized by controlling the forging processes and parameters or combining precision forging technologies with other forming technologies. The development of these technologies is beneficial to promote the application of aluminum alloys in manufacturing of lightweight parts.     

铝合金磁脉冲辅助板材冲压技术研究进展

铝合金板材室温下的成形性较差,但在高速变形条件下成形极限大幅提高。为了促进铝合金板材在汽车制造、航空航天及3G领域的应用,需要开发先进的板材成形技术。磁脉冲辅助板材冲压成形技术（EMAS）通过在普通冲压模具中嵌入线圈,能有效控制和改善变形板料的应变分布。针对这些问题,重点介绍和讨论了EMAS技术的国内外研发现状,阐明了开展该技术研究的必要性和重要意义。     

基于铸辗复合成形的42CrMo钢环坯铸造工艺与试验研究

针对目前环形零件生产工艺流程长,加热次数多,浪费材料和能源等问题,提出和研究环形零件短流程铸辗复合成形新工艺。该工艺采用铸造环坯直接辗扩成形,具有节能、节材和缩短工艺流程等优点。在这种新工艺中,环坯的铸造质量、组织和力学性能对后续的辗扩工艺和环形零件组织、性能具有重要的影响。以轴承环件常用的42CrMo钢为研究对象,通过理论分析和模拟研究,提出高质量环形铸坯铸造工艺;并进行实际工业试验。通过试验研究和性能测试,表明该铸造工艺生产的环形铸坯具有良好的质量、组织和力学性能,可以为轴承环件铸辗复合成形提供高质量的铸坯。     

Forming of the precision aluminum tube for a light weight propeller shaft

In today’s reality, which requires automotive technical development to be environmentally friendly and highly efficient, lightening the weight of the propeller shaft for automobile actuation is also required. Some automobile manufacturers have developed and are applying the propeller shaft for automobile actuators to their production and accomplishing more than 30% reduction in weight by replacing steel materials with high strength aluminum alloy. For the propeller shaft, manufacturing technology of aluminum tube with high stiffness and high precision is required due to the problems of noise and vibration. In this study, the seamless tubes of aluminum alloy 7003 are hot extruded and cold drawn. The forming processes are simulated and modified to reduce and make uniform any plastic deformation. More precious tubes can be obtained by modifications. Extrusion with hollow billet and optimization of drawing tools were introduced for the production of an aluminum tube with high strength and high precision for the propeller shaft.     

耦合温度和应变率的铝合金板成形极限预测方法

为了提高铝合金板成形能力,一些先进成形工艺已经被开发。温成形是实现铝合金高成形能力和高成形精度的一种有效方法。温度和成形速度是影响铝合金板温成形工艺的重要参数,对其成形性能影响十分显著。提出一种综合考虑温度和应变率影响的铝合金板成形极限预测方法。采用响应面法建立铝合金板应变硬化指数n、应变率敏感度指数m与成形温度、应变率条件之间的力学性能函数关系;基于M-K理论,并结合Logan-Hosford屈服函数,推导出耦合温度和应变率的铝合金板成形极限图计算模型。模型检验表明力学性能响应面方程具有较高精度。成形极限的计算结果与已有的试验值对比表明,二者吻合较好,这证实耦合温度和应变率的铝板成形极限预测方法是正确和可靠的。     

低压铸造铝合金轮毂裂纹的形成及消除措施

对低压铸造铝合金轮毂裂纹形成原因进行分析,就影响裂纹产生的各种因素,如铸件结构、工艺参数、模具温度等进行合理控制和调整这些因素,消除裂纹对轮毂铸件的影响。     

半固态铸造技术的研究状况及应用

半固态铸造技术以其高效、节能、近终化成形以及成形件性能优异等诸多特点,在汽车、计算机、通讯电子、航空航天等尖端领域具有广阔的应用前景,逐渐获得广泛关注。介绍了半固态铸造技术的工艺原理、工艺特点、半固态合金的制备、半固态合金的成形方法以及半固态铸造技术的工业化应用,最后对半固态铸造技术的长远发展作了展望。     

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...     

半固态铸造技术研究的进展

半固态铸造是一种新的材料成形技术 ,采用半固态铸造技术成形可以实现产品的低成本、高产出及高质量。本文着重介绍了半固态铸造合金的坯料制备和成形方法 ,同时分析了搅拌速度和金属液冷却速度对一次相的影响 ,还对半固态合金微观组织的形成和演化以及充型过程数值模拟等进行了分析 ,提出了发展半固态铸造技术值得重视的问题     

利用激光局部硬化效应提高2B06铝合金板材拉深成形性研究

针对2B06铝合金复杂零件成形困难问题,提出了利用激光热处理局部硬化提高板材成形性的思路。在通过激光热处理试验研究了铝合金板的激光硬化效应的基础上,采用数值模拟计算了铝合金板激光热处理过程中激光光斑路径和其周边热影响区域的峰值温度场,并通过实际测温验证了其准确性。提出并构建了耦合性能梯度的差性坯料模型,对激光局部硬化的杯形件拉深成形性进行了模拟和试验研究。结果表明,激光扫描方式可以形成稳定的梯度温度场并对周边非加热区影响较小,且可以通过多道次扫描方式设计不同宽度范围的大梯度差性板材坯料。力学性能试验表明激光热处理可以有效地提高铝合金的局部加工硬化能力,这种效应可以有效抑制杯形件拉深时圆角大变形区的减薄,从而提升了板材的拉深性能。在上述基础上,将激光局部热处理用于2B06铝合金航空复杂口框零件的成形,通过设计激光处理路径和参数,获得合理的局部硬化区域,可有效地避免在加强筋处出现过度减薄导致的破裂,大大提高复杂零件的成形性。