A357合金低压铸造过程及性能研究

采用低压铸造方法对A357合金的充型过程以及铸件微观组织和力学性能进行了研究。结果表明：当充型压力低于30kPa时，随着充型压力增大可以得到表面质量较优的铸件；达到30kPa以上时，就出现粘砂、夹杂、气孔等缺陷。低压铸造有利于优化组织，提高铸件的力学性能。     

半固态A356合金微观组织特征对充型能力的影响

采用电磁搅拌法制备了具有不同微观组织特征的半固态A356合金浆料,用图像分析软件对浇注前浆料金相试样的初生相微观组织特征进行了测定,利用间接挤压铸造方法铸造阿基米德螺旋线试样,以挤压成形后的螺旋线试样长度衡量充型能力,通过多元回归,建立了半固态A356合金初生相微观组织特征与充型长度之间的数学表达式。结果表明:半固态浆料充型能力不仅与初生相微观组织特征参数有关,微观组织特征参数的交互作用对充型能力的影响也较大。利用该表达式可以对半固态浆料充型能力进行预测,进而指导半固态浆料制备参数设计、间接挤压铸造工艺设计和缺陷预测。     

差压铸造凝固条件对A357合金二次枝晶的影响

研究了差压铸造不同工艺参数对A357合金二次枝晶间距的影响。试验结果表明,安放冷铁的石英砂型减小二次枝晶间距的能力最强;由于端部的激冷效应,离冷端越近,二次枝晶间距越小;压力对二次枝晶间距没有明显的影响;为了获得UTS≥320 MPa的铸件,二次枝晶间距应控制在55 μm以下,即VL≥0.23℃/s。     

镁合金调压铸造充型能力的研究

调压铸造作为一种先进的铸造技术,具有充型能力强,补缩能力高等优点,有望在镁合金大型复杂薄壁铸件的生产中发挥重要作用.通过浇注镁合金薄板试样,将调压铸造技术与低压铸造、差压铸造和重力铸造技术的充型能力进行了对比,发现调压铸造能够提供最为优异的充型能力;分析表明,较低的型内反压是提高调压铸造充型能力的主要原因.     

A357铝合金复杂薄壁铸件的反重力铸造研究

研制了一种反重力铸造设备,采用模糊智能控制,具有优越的充型条件和凝固条件.利用自制的反重力设备铸造了A357铝合金复杂薄壁铸件.结果表明,智能控制下的反重力铸造设备运行良好,控制可靠;铸造的铝合金复杂薄壁铸件充型完整,晶粒细小,组织致密,实现了精确成形和组织控制的一体化.     

提高A357合金力学性能的研究

利用正交试验法对经不同配比变质剂变质处理的A357合金的力学性能进行了研究,采用扫描电镜和X射线衍射仪对合金的显微组织进行分析。结果表明,采用复合变质法可大大提高A357合金的力学性能,处理后其能满足该合金砂型铸造的使用要求。     

低压铸造和差压铸造A357合金人工时效工艺研究

利用低压铸造和差压铸造两种工艺制取了A357试样,分别在150、165、180和200℃温度下,研究了不同时效温度下硬度随时间的变化趋势.结果表明,铸态下,低压铸造试样和差压铸造试样硬度均值相差不大,但差压铸造试样硬度分布较为均匀.固溶处理后,两者的硬度均下降20％左右.人工时效开始后,铸造工艺对硬度的影响在铸件上显现出来,差压铸造试样的测试结果均高于低压铸造试样;而且,在165和200 ℃人工时效温度下,低压铸造试样和差压铸造试样硬度随时间的变化趋势有所不同.     

微量钪对A357合金组织与性能的影响

采用金相观察、力学性能测试、扫描电镜及X射线衍射分析,研究了微量钪对A357合金组织与性能的影响.结果表明:0.2wt%Sc加入A357合金中,能强烈细化α-Al;也能一定程度改善共晶硅相的形态,但对共晶硅相的变质效果远小于Sr.Sc、Sr联合加入,对A357合金的铸态组织细化变质效果显著,使合金的力学性能大幅提高.     

反重力铸造对ZL205A合金充型性能及凝固组织的影响

以“⊥”型和棒状试样为例,研究了反重力条件下,铸造工艺参数对ZL205A合金铸件充型性能和凝固组织的影响。结果表明,对于平均壁厚小于3 mm的薄壁铸件,由于差压铸造充型过程比低压铸造平稳,所以铸件成形更好,但无法成形尖角结构;提高浇注温度或铸型预热温度,均能使差压铸造薄壁ZL205A合金铸件的充型性能得到改善,且提高浇注温度效果更明显。与低压铸造相比,差压铸造可显著细化ZL205A合金晶粒度,适当提高浇注温度与铸型温度,均能进一步细化晶粒,且提高浇注温度使晶粒细化效果更显著。对于有一定截面厚度的ZL205A合金铸件,差压铸造时,当截面厚度超过一定量时,充型性能受铸型温度及浇注系统设计的影响较小,提高铸型温度,铸件产生孔洞类缺陷的几率显著增加。     

A357合金的未来热处理工艺

A357合金是一种应用很广泛的铸造铝合金，该合金经过热处理则能达到所需要的使用性能，美国金属学会所编写的手册中给出的热处理工艺（T6状态的工艺为：在540％固溶处理8h，然后在油中淬火，接着在175％时效处理6h）被铝工业界视为最权威的。然而澳大利亚Pacifica公司的研究表明，按下列规范进行热处理不但具有更好的力学性能，而且可显著缩短处理时间，     

高强韧A357合金凝固组织及热处理工艺的研究

采用新砂型改善了合金的凝固组织，通过正交试验及单项热处理试验，考察了固溶处理参数及时效处理参数对合金力学性能的影响，提出了合金的最佳热处理工艺方案，使合金达到了高强高韧的目的     

超声及电磁场对铝合金熔体影响的数值模拟及试验研究

针对铝合金熔体的超声及电磁搅拌处理过程,创建了超声场、电磁场、流场和温度场的数学模型,并采用COMSOL Multiphysics软件求解模型,得到了超声场、电磁场和超声/电磁复合场对铝合金熔体内流场和温度场的分布规律,并通过试验对模拟结果进行了验证。结果表明,增加超声功率使得声压幅值和流场的流动速率均随之增加,同时会使熔体的温度梯度逐渐减小;施加电磁场后产生的电磁搅拌改变了熔体的流动方向且使熔体的流动速率显著增大,这对熔体的温度分布产生了较大影响;在超声和电磁复合场下,电磁场比超声场对熔体流场和温度场的影响更大,且占主导地位。数值模拟结果和试验结果符合较好。     

镁合金电磁铸造工艺参数的优化分析

镁合金是具有优越性能的金属材料,镁合金的加工是目前国内外正在研究的新课题。通过对镁合金电磁铸造过程中温度场的模拟来分析镁合金电磁铸造的工艺参数,确定最佳工艺条件。计算结果表明,镁合金电磁铸造过程中当频率为10Hz时温度场分布比较合理。     

时效处理对真空增压铸造A357合金组织和性能的影响

通过力学性能测定和金相显微组织观察,对真空增压铸造A357合金的时效处理工艺进行了研究.结果表明,该合金较为理想的时效处理工艺为170 ℃×2 h +185 ℃×1 h的双级时效工艺.在此工艺下,合金组织中有细小、弥散、均匀的时效强化相,而这种形式的时效强化相对合金的性能提高极为有利.此时合金的抗拉强度能达到345 MPa以上,伸长率达到7.0%以上,硬度(HB)达到105以上.     

A357合金夹杂物的形态分析

采用金相、电镜、能谱以及原子力显微分析等方法研究了A357合金熔炼过程中坩锅熔体表面的浮渣。观察了熔体表面合金浮渣微观形貌、组织及其中的夹杂物形态,并作了成分分析。结果表明,熔体表面浮渣中的夹杂物主要呈条块状和长线状,夹杂物中含较多的Al2O3、MgO或MgAl2O4、ZnO、SiO2,还有较少的铁相;含钙相主要是Ca-Si-O复杂相夹杂物。熔体表面氧化膜有较多的显微裂纹和γ-Al2O3转变成α-Al2O3颗粒后脱落而形成的凹坑。浮渣的AFM照片中条带状和絮状的特征与基体性能相差较大,为疏松的氧化夹杂。     

旋转磁场对ZA—27合金组织的影响

采用电磁搅拌法，研究在旋转磁场作用下对ＺＡ－２７合金组织的影响，并对流变组织的形成机理作了初步的探讨。还研究了改变工艺条件（如交替改变磁场旋转方向和加入微量合金元素）对流变组织的影响。     

旋转磁场对ZA-27合金组织的影响

采用电磁搅拌法 ,研究在旋转磁场作用下对ZA 2 7合金组织的影响 ,并对流变组织的形成机理作了初步的探讨。还研究了改变工艺条件 (如交替改变磁场旋转方向和加入微量合金元素 )对流变组织的影响     

低频电磁铸造铝合金结晶器材料对磁场的影响

低频电磁场作用下铸造铝合金过程中,优化的结晶器应该在电源频率相同、较低的电流下在铝熔体内部能够获得所需要的磁场强度.结合生产实际情况,设计出工业上实用的低频电磁铸造铝合金结晶器.在结晶器外套材料的不同情况下,对低频电磁铸造铝合金过程的电磁场进行了三维有限元数值模拟.模拟结果表明,当结晶器外套为软磁材料时,铝熔体内部磁场强度得到明显加强.     

电磁场对水平连铸Al-1Si合金线材组织和性能的影响

研究了工频电磁场对水平连铸10 mm的Al-1Si合金键合线铸坯表面质量、凝固组织、溶质偏析和力学性能的影响.试验结果表明,在工频电磁场作用下,铸坯的表面质量得到了改善,当励磁电流达到100 A时,表面粗糙度由未施加电磁场时的40 μm降为20 μm;凝固组织得到了细化,晶粒尺寸均匀;溶质偏析得到了抑制,Si元素在α（Al）基体中的固溶度及其分布的均匀性得到提高;并且力学性能得到了改善,抗拉强度和伸长率分别提高了16.5%和36%.     

铜合金中氧化物夹杂的电磁分离

通过向Cu-10Sn合金中加入1%的Cu2O颗粒制备了含有SnxOy合金的材料,随后利用高频磁场的电磁分离技术成功将铜合金中的氧化物夹杂分离到分离器边缘。研究了分离器直径、磁感应强度、分离时间对分离效果的影响。试验结果表明,当分离器直径为12mm,磁感应强度为60mT,分离时间为60s时,氧化物夹杂的分离效果最好。