蛇形通道浇注工艺参数对半固态A356铝合金浆料的影响

采用蛇形通道浇注技术制备半固态A356铝合金浆料,并研究浇注温度和通道直径对半固态A356铝合金浆料的影响.结果表明:当通道直径为20和25mm、浇注温度为640-680℃时,可以制备出初生相α(Al)的半固态浆料,其平均形状因子分别为0.89-0.76和0.86-0.72、平均晶粒直径分别为50-75μm和55-78μm.随着浇注温度的降低,半固态A356铝合金浆料中初生α(Al)晶粒的组织变得细小;较小的通道直径有利于组织的改善.在制备半固态A356铝合金浆料过程中,通道内壁的激冷能够产生大量的晶核.由于晶粒游离和合金熔体自搅拌的共同作用,初生α(Al)晶核能够在熔体内部增殖并且球化.     

蛇形通道浇注制备半固态A356铝合金浆料微观组织的演变

对蛇形通道浇注制备半固态A356铝合金浆料过程中初生α-Al晶粒的球化进行了研究。结果表明,在蛇形通道内过冷的合金熔体受到内壁的激冷后生成大量细小自由晶和树枝晶,这些晶粒大部分被游离到蛇形通道的中心区域进行增殖,然后一部分经过直接球化和熟化作用演变成球形晶粒,另一部分长成尺寸较大的树枝晶。经过蛇形弯道的作用后,这些长大的树枝晶的二次臂从根部开始缩颈并分离,分离出的二次臂和断臂的树枝晶在蛇形通道里分别经过初步球化和熟化后变成近球形颗粒和蔷薇状组织,最后在收集坩埚里进一步演变成球形颗粒。     

采用蛇形管通道浇注法制备半固态浆料

采用蛇形管浇注法制备了半固态A356铝合金浆料.结果表明:当浇注温度为660～680 ℃时,采用蛇形管可以制备出半固态A356铝合金组织,且管道内没有出现凝固壳;蛇形管通道的直管段长度对半固态浆料组织有较大影响,即直管段长度变短后,浆料组织变差,且制备合适半固态浆料组织的浇注温度也降低;沿径向浆料组织的形貌分布不同,由心部的球状初生α相向过渡区域的球状和蔷薇状初生α相的混合组织转变,边缘部位为蔷薇状的初生α相组织.     

A356铝合金半固态浆料的蛇形通道制备工艺

采用蛇形通道浇注工艺制备了A356铝合金半固态浆料.结果表明:采用内径为20 mm的四个弯道的蛇形通道可以在660～680℃制备1.5～1.8 kg的A356半固态浆料,蛇形通道内腔只有少量的挂料,便于清理;在浆料的径向上,从心部到边部初生α-Al形态的差别很小,呈颗粒状或近球状.     

引晶法制备半固态A356铝合金浆料(英文)

开发一种半固态金属浆料制备技术,即引晶法,研究工艺参数对半固态A356铝合金浆料组织的影响,讨论球状初生α(Al)晶粒的形成机制和形貌控制。结果表明:当制备浆料为4kg、引晶尺寸为10mm、加入量为3.5%、倾倒温度为611-617°C时,半固态浆料中初生α(Al)晶粒的平均直径可达40-75μm,形状因子可达0.82-0.89。当引晶尺寸为10mm、倾倒温度为613°C、加入量为2%-4%时,初生α(Al)晶粒的平均直径可达45-82μm,形状因子可达0.78-0.88。倾倒温度的降低或者引晶加入量的适当增加,可以改善初生α(Al)晶粒的组织。当QR=QA、Rh=Rc时,只要倾倒温度适宜就可以制备优质半固态浆料。引晶熔化时产生的枝晶碎块是半固态浆料中初生α(Al)晶粒的直接来源,形成的温度过冷区也有利于异质形核。     

紊流通道浇注制备半固态A356铝合金浆料

采用水冷紊流通道制备半固态A356铝合金浆料,研究了紊流叶片对通道内合金熔体径向温度和半固态浆料组织的影响,分析了球状初生α(Al)晶粒的形成机制。结果表明,合金熔体每流过一个叶片后,径向温差逐渐减小;当浇注温度为650℃时,流过最后一个叶片后,径向温差减小到0~2℃。紊流叶片增大了合金熔体与管壁接触的表面积,促进了初生α(Al)晶核的生成,因此改善初生α(Al)晶粒的形貌。     

蛇形通道浇注制备半固态7075铝合金浆料(英文)

采用蛇形通道浇注技术制备半固态7075铝合金浆料,研究浇注温度和弯道数量对半固态7075铝合金浆料微观组织的影响。结果表明:当浇注温度为680~700°C时,可以制备出质量较好的半固态7075铝合金浆料;在相同浇注温度条件下,随着弯道数量的增加,初生α(Al)的平均晶粒尺寸减小,形状因子提高。在浇注制备半固态7075铝合金浆料过程中,合金熔体在具有一定弧度且封闭的蛇形弯道内流动并多次改变流动方向,具有类似"搅拌"的功能,使得初生晶核逐渐演变为球形或近球形晶粒。     

蛇形通道浇注制备7075铝合金半固态浆料

采用蛇形通道浇注制备7075铝合金半固态浆料,研究了浇注温度、弯道数量和弯道直径对7075铝合金半固态浆料组织的影响.结果表明,当浇注温度为660～675℃时,可以制备出质量较好的7075铝合金半固态浆料,且管道内挂料较少;在相同温度条件下,随着弯道数量增加或弯道直径减小,初生α-Al的平均晶粒尺寸减小、形状因子提高.在制备7075铝合金半固态浆料过程中,合金熔体在具有一定弧度且封闭的蛇形弯道内流动并多次改变流动方向,具有类似“搅拌”功能,使得初生晶核逐渐演变为球形或近球形晶粒.     

蛇形通道制备半固态铝合金浆料的研究

试验研究了蛇形通道的弯道数量和浇注温度对蛇形通道浇注制备半固态A356铝合金浆料组织的影响.结果表明,用蛇形通道浇注制备半固态A356 铝合金浆料时,蛇形通道的弯道数量越多,制备出的浆料组织就越理想,但是弯道数量的增多又容易造成通道的堵塞;当弯道数量为1～3个时,均可得到理想的球状半固态A356 铝合金浆料.采用蛇形通道浇注制备半固态A356 铝合金浆料时,随着浇注温度的降低,制备出的浆料组织越来越好;当浇注温度为640～680 ℃时,均可得到理想的球状半固态A356 铝合金浆料.     

椭圆旋扭管反复凝熔法制备半固态A356铝合金浆料

采用椭圆旋扭管反复凝熔法制备半固态A356铝合金浆料。结果表明:椭圆旋钮管反复凝熔技术具有旋扭强制对流促进初生晶核游离、自搅拌加强熔体剪切、反复凝熔促进形核的作用,可使初生α晶核演变为球形或近球形晶粒。椭圆管长短轴比、旋扭强度以及凝熔频率对半固态浆料的微观组织有显著影响。随着长短轴比、旋扭强度和凝熔频率的增大,晶粒细化和圆整效果显著提高;但长短轴比过大,容易堵塞流道;当旋扭强度超过13.5(°)/cm时,晶粒细化和圆整效果没有明显提高;当凝熔频率超过40μm-1时,晶粒细化作用不再增强,圆整度反而降低。在椭圆长短轴比为1.8-1、旋扭强度为13.5(°)/cm、凝熔频率为40μm-1的条件下可制得晶粒直径细小、形状圆整的半固态浆料。     

采用蛇形通道制备较大容量A356铝合金半固态浆料(英文)

采用蛇形通道制备较大容量的A356铝合金半固态浆料,对制备的半固态浆料的整体组织和管道冷却能力对组织的影响进行研究。结果表明,采用冷却能力良好的蛇形通道可制备出理想的较大容量半固态A356铝合金浆料。蛇形通道连续通冷却水时,较大容量半固态A356铝合金浆料轴向和径向的组织均由颗粒状的初生相组成,浆料的整体均匀性良好;而未通冷却水的蛇形通道只能在较大容量浆料的心、中部获得颗粒状初生相,靠近浆料的边部区域则主要为树枝状初生相,整个浆料径向的组织不均匀。浇注温度达到680°C,可以解决合金熔体在浇注过程中容易堵塞的问题。     

半固态浆制备新技术——液相线铸造

制浆是半固态金属加工的关键环节。论述了半固态金属浆制备技术的发展与现状,提出了制浆新工艺-液相线铸造。通过对铝合金的试验研究表明,采用液相线铸造法可以获得均匀、细小的非枝晶,其晶粒尺寸小于50μm,该铸造组织经二次加热后完全转变为均匀、细小的等轴晶,是完全适合触变成型的理想的半固态组织。液相线铸造制浆技术具有工艺简单、投资省、生产效率高、适合大规模工业化生产等优点,尤其对变形铝合金半固态浆料的制备具有独特优势。     

Rheo-squeeze casting of semi-solid A356 aluminum alloy slurry

The effect of pouring temperature, electromagnetic stirring power and holding process on semi-solid A356 aluminum alloy slurry was investigated, then the slurry was squeeze-cast. The results show that when the pouring temperatures are properly above the liquidus line, for example 630-650 °C, the slurry with spherical primary α(Al) grains can be prepared under the stirring power of 1.27 kW. The slurry is then homogeneously held for a short time, and the primary α(Al) grains are further ripened and distributed evenly in the slurry. The results of the rheo-squeezed casting experiments show that the injection specific pressure has a great effect on the filling ability of the semi-solid A356 aluminum alloy slurry, and the higher the injection specific pressure is, the better the ability for the slurry to fill the mould cavity is. When the injection specific pressure is equal to or above 34 MPa, the whole and compact rheo-squeezed castings can be obtained. The microstructure of the castings indicates that the shape, size and numbers of the primary α(Al) grains in different parts of the castings are highly consistent. After being held at 535 °C for 5 h and then aged at 155 °C for 12 h, the ultimate strength of the rheo-squeezed castings can reach 300-320 MPa, the yield strength 230-255 MPa, and the elongation 11%-15%.     

间接超声振动制备A356铝合金半固态浆料的机理

采用间接超声振动方法制备出晶粒尺寸细小、形貌圆整的铝合金半固态浆料,并结合可视化的示踪粒子水模拟实验对其制浆机理进行探讨.结果表明:在容器底部对A356铝合金熔体进行间接超声振动处理20 s即可获得明显的非枝晶初晶颗粒;作用40 s后可获得晶粒形状系数为0.6、平均晶粒直径为70 μm的半固态浆料;在制浆过程中,有明显...     

功率超声制备A356半固态浆料及流变模锻研究

试验采用功率超声双振动头装置制备出球化的非枝晶A356半固态浆料,随即将浆料用于流变模锻.通过对比锻件不同位置的金相组织,发现锻件上、下两端的晶粒较细小,中间部分的晶粒较粗大且液相少.分析了半固态浆料在压力条件下的浆料内部的运动过程.研究了在640℃浇注温度下,经过功率超声处理与未经过超声处理的锻件力学性能,发现经过超声处理的浆料进行模锻所得的锻件力学性能更优.     

Semi-solid slurry of AZ91 magnesium alloy prepared by electromagnetic stirring near liquidus temperature

An electromagnetic stirring process near liquidus temperature was designed and demonstrated experimentally to produce semi-solid slurry of AZ91 magnesium alloy, in order to avoid not only contamination from mechanical stirring but also the inflammation of Mg alloy melt at elevated temperature. AZ91 alloy feedstock was isothermally heat treated at 600-610 ℃ for 20 min, and then stirred by electromagnetic field. Globular primary particle characteristic was observed optically in the castings. Mechanical properties were also studied.     

半固态A356合金的二次加热工艺研究

在二次加热过程中,为了使坯料中的温度均匀分布并获得细小的球化组织,必须准确控制加热电流、加热时间与坯料温度之间的关系。以A356合金为对象,采用中频电磁感应器进行了二次加热工艺的研究。结果表明,对于尺寸为45mm×70mm的棒状坯料,线圈尺寸取70mm×100mm,加热路线采用三段加热+保温,经过约10min的二次加热,坯料达到了预期的状态,可以满足后续成形的要求。     

半固态A356铝合金流变浆料的制备技术研究

利用行波电磁搅拌和低过热度浇注复合制备工艺成功地制备了A356半固态流变浆料。研究了浇注温度、搅拌功率和搅拌时间对A356铝合金的半固态浆料的影响。研究表明,该工艺可制备出符合流变成形所需的A356铝合金半固态浆料,浇注温度在液相线附近,搅拌功率越大,搅拌时间大于6s制备的A356半固态流变浆料中的初生α-Al越圆整,尺寸越细小。最佳工艺参数:搅拌温度为630℃,搅拌功率为1.2kW,搅拌时间为6s。