半固态镁合金铸轧试验研究

自行研究开发了一套半固态铸轧试验设备,利用该设备可以获得半固态浆料,并进行半固态铸轧成形。试验研究了AZ91D镁合金半固态铸轧成形过程,观察了样品的微观组织形貌。结果表明,镁合金半固态铸轧可以改善镁合金高温铸造的安全防护和镁合金变形困难需要较大变形力的现状。     

铸轧半固态镁合金组织特点

在试验室半固态铸轧试验设备上，进行了镁合金半固态铸轧试验，发现铸轧对半固态镁合金组织有显著的影响。铸轧前组织中初生固相颗粒形状不规则，有枝晶的痕迹；然而铸轧后组织中初生固相颗粒形状非常圆整，接近球形；铸轧对半固态组织具有圆整化的作用，可能是通过固液两相相对流动、摩擦消除尖角而圆整化，或者固相颗粒翻滚、破碎重叠合并而圆整化两种方式实现的。另外在不同的工艺条件下，半固态铸轧镁合金板带组织在表面和心部有不同的表现，厚板带显微组织会出现偏聚，即表面层是激冷微细等轴晶区，心部是半固态组织；而薄板带组织非常均匀，没有偏聚。     

AZ91D镁合金半固态铸轧工艺因素对组织的影响

在实验室半固态铸轧试验设备上进行了镁合金半固态铸轧试验,研究了AZ91D镁合金半固态铸轧组织的影响因素。结果表明,搅拌速度、铸轧温度对半固态镁合金组织有显著的影响。过快过慢的搅拌速度都不利于半固态组织的形成,试验表明搅拌速度300 r/min最佳;铸轧温度从高到低,固相率明显从小到大。     

流变铸轧AZ91D镁合金半固态组织演变特点

采用旋转管浇注法制得AZ91D镁合金半固态浆料,在水平双辊铸轧机上进行了流变铸轧试验研究,对铸轧前后组织的特点进行了分析比较.结果表明,铸轧可使初晶更加圆整,620 ℃浇注温度下,静置时间短,铸轧对初晶圆整化效果更加显著;铸轧后初晶尺寸略微减小,分布更加均匀;铸轧后薄板面上的初晶晶粒密度低于半固态浆料的晶粒密度,620 ℃浇注温度下,铸轧后晶粒密度显著下降.     

齿轮半固态成形工艺研究

论述了用ZA27合金采用半固态模锻工艺生产齿轮的实验研究,对工艺参数进行了选择,分析了半固态工艺模锻圆柱齿轮成形性能,并对不同工艺生产的齿轮力学性能进行了比较。结果表明:半固态模锻工艺生产的齿轮不仅形状精度高,而且力学性能明显高于其它两种工艺的制件。     

半固态AZ31流变铸轧温度场数值模拟

利用有限元方法对AZ31镁合金在半固态双辊铸轧成形工艺中的温度场进行了数值模拟。分析了铸轧工艺参数(轧辊表面对流换热系数、浇铸温度、浇铸速度)对镁合金板带质量的影响。结果表明,在浇铸温度降低到897K时,在10000W.m-2 K-1换热系数下镁合金熔体完全凝固点的位置前移,影响镁合金板带的质量;而将铸轧时间延长到0.465s可以加强熔体和铸辊换热,使得出口区域中心温度达到凝固点。     

半固态镁合金连续铸轧过程的数值模拟

根据半固态镁合金连续铸轧工艺过程的特点,建立了二维不可压缩非牛顿流体流动与传热的耦合计算模型,并使用流体分析软件FLOW3D对连续性方程、纳维-斯托克斯方程及能量方程进行稳态求解。考虑到辊间半固态金属浆料流动特点及双辊的布置方式有利于保持熔池内的层流流动,选取层流模型来进行描述。最终获得了连续铸轧工艺过程的流场、温度场和固相体积分数的分布以及入口浆料温度、铸轧速度等工艺参数对铸轧过程的影响规律。模拟结果可以很好地对工艺参数进行优化,从而为半固态镁合金的连续铸轧工业化生产奠定基础。     

半固态铸轧AZ91D镁合金板带的再加工组织性能

实验研究了半固态铸轧成形技术制备的AZ91D镁合金板带的再加工组织性能及特点。半固态铸轧实验是在自制的试验机上进行的,得到半固态铸轧AZ91D镁合金板带之后,分别进行冷轧、热轧和冲杯实验,加工后取样观察显微组织。实验结果表明,半固态铸轧的AZ91D镁合金板带材具有较好的加工性,最大冷变形可达到28%,热变形可达到47%。观察组织可见,横断面、纵断面固相颗粒在轧制作用下都有所变形,纵断面的变形更为严重,说明组织沿轧制方向塑性变形较大。     

H112铝合金铸件连续铸轧成形过程中的温度控制

以H112铝合金为研究对象,建立了半固态金属连续铸轧过程的数学模型,利用计算机分析了倾斜板表面合金温度场、以及轧辊孔型辊缝型腔内合金温度场的分布及变化规律。该研究可为金属铸轧工艺中的温度控制提供参考。     

金属半固态成形工艺概述

分析了非枝晶半固态金属的特性和半固态金属的成形特征，在此基础上，较详细介绍了金属半固态成形工艺，包括触变成形和流变成形技术。同时，分析了各种成形工艺的优、缺点以及应用范围。     

钢-铝铅半固态铸轧复合界面研究

针对钢-铝铅半固态复合界面的特点,采用界面铁铝化合物比率对钢-Al-28Pb半固态铸轧复合界面进行了定量研究,并且利用人工神经网络技术建立了界面铁铝化合物比率与复合参数(如钢板预热温度、Al-28Pb半固态浆料固相率、铸轧速度等)之间的关系模型.结果表明:与复合界面最大界面剪切强度相对应的界面铁铝化合物比率为71.5%,也就是说,合理的钢-Al-28Pb半固态铸轧复合界面应由71.5%的铁铝化合物构成.     

温度对AZ31镁合金半固态铸轧组织的影响

数值模拟和试验研究了不同温度下半固态铸轧AZ31镁合金的铸轧过程温度场和微观组织。结果表明,在不同的铸轧温度下,铸轧过程温度场不相同,要顺利进行铸轧就需要不同的冷却系统。铸轧温度从高到低,半固态固相颗粒明显从小到大,固相率也变大。特别是在623℃到620℃之间固相率较高,固相颗粒接近球形,是典型的半固态组织。     

汽车发动机缸体的半固态成形工艺研究

对汽车发动机缸体用Al-Si-Fe合金进行了半固态触变挤压成形和T1、T6热处理,研究了不同制备工艺下Al-Si-Fe合金的显微组织、物相组成、力学性能和耐磨性能。结果表明,经过半固态挤压触变成形可以破碎合金中的初生硅和α-Al基体,晶粒组织得到细化;经过触变成形得到的Al-Si-Fe合金的强度和塑性都较铸态合金有明显提高,且经过T6热处理后的强度有所增加,而塑性略有降低;铸态、T1、T6和触变成形态Al-Si-Fe合金的耐磨性能要明显高于A390合金;铸态Al-Si-Fe合金的磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损,而触变成形态和T6热处理态Al-Si-Fe合金的磨损机制主要为磨粒磨损。     

半固态连铸坯料质量及其影响因素研究

采用自行设计的半固态连铸机进行了铝合金半固态棒坯的连铸试验研究,给出了判定触变成形用半固态坯料质量好坏的若干标准,并对影响半固态坯料质量的关键因素(搅拌强度、连铸速度、冷却强度及电磁搅拌区域的温度梯度)及其相互关联性进行了分析讨论.     

铝合金半固态浆料制备工艺参数的研究

通过研究半固态等温搅拌,探讨了不同的搅拌电流和搅拌频率对半固态浆料组织的影响,分析了枝晶断裂程度和断裂部分晶粒尺寸的变化规律,得到了合理的搅拌参数.通过试样金相对比,结果表明,与未经电磁搅拌的半固态浆料相比,经电磁搅拌的浆料初生晶粒更细小、圆整及均匀.电磁搅拌制备的浆料压铸所得的试样力学性能明显优于普通液态压铸试样的力学性能.     

半固态合金触变铸造数值模拟方法的研究

总结了铸造成形过程常用的数值模拟方法 ,分析了半固态合金触变铸造的主要特点 ,认为局部网格细化的拉格朗日法 (LagrangianMethod)比尤拉法 (EulerianMethod)更适合于半固态合金触变铸造过程的数值模拟。对其算法进行了探讨 ,并给出了一个算例     

几种车用铝合金的半固态成形工艺研究

研究了汽车件铝合金A357、ZL108和AS9U3半固态坯料制备与压铸成形工艺。试验分析比较了上述三种铝合金的兰固态非枝晶组织特点,结果显示：所制备的A357合金与国外专业公司生产的兰固态坯料组织比较接近ZL108和AS9U3合金的半固态组织与A357合金有显著区别,工艺优化,采用兰固态压铸技术成功地制成3种高质量的汽车零件。     

几种车用铝合金的半固态成形工艺研究

研究了汽车件铝合金A3 5 7、ZL10 8和AS9U3半固态坯料制备与压铸成形工艺。试验分析比较了上述三种铝合金的半固态非枝晶组织特点。结果显示 :所制备的A3 5 7合金与国外专业公司生产的半固态坯料组织比较接近 ,ZL10 8和AS9U3合金的半固态组织与A3 5 7合金有显著区别。通过工艺优化 ,采用半固态压铸技术成功地制成 3种高质量的汽车零件     

镁合金半固态流变压铸型腔流动过程数值模拟的研究

利用数值模拟技术,模拟了镁合金液态压铸和半固态流变压铸成形充型流动过程.结果表明:半固态流变压铸成形在不同的内浇口尺寸与位置条件下都可以获得平稳的充型流动场,其工艺参数设计灵活;同等条件下,半固态流变压铸成形的型腔充填过程平稳,成形铸件的质量优于液态压铸成形.模拟结果与实验结果比较分析,两者的流动特征基本吻合.