6063铝合金在线淬火实验及有限元模拟

通过淬火试验获得了6063铝合金的在线淬火冷却曲线,结合数值方法获得该合金的在线淬火换热系数,运用ABAQUS有限元软件动态模拟了其在线淬火过程.结果表明:喷水淬火初始阶段,换热系数较小,随着淬火温度降低,换热系数逐渐增大至峰值约47 kW/(m2·℃),随后又逐渐减小;有限元模拟获得的冷却曲线与实测冷却曲线基本吻合;淬火时试样的温度分布符合一维传热特征,轴向应力呈“内压外拉”状态,且无论是拉应力还是压应力都在淬火开始不久后出现峰值.     

6063铝合金阳极氧化膜无镍封孔工艺的优化

用醋酸镁作为封孔剂的主要成分,对铝阳极氧化膜进行了封孔研究。通过正交试验,研究了封孔工艺参数对封孔质量的影响,并得到了无镍封孔的优化工艺。结果表明,该优化的无镍封孔工艺可实现80℃中温下对阳极氧化膜进行封孔处理,能耗较低,封孔失重值小于30 mg/dm2,封孔效果良好,封孔过程中无Ni2+等环境污染源,且该工艺还具有抗Na+干扰能力突出的优势。     

铝型材表面处理废水碱渣微观分析与制备活性氧化铝的研究

采用铝型材厂表面处理废水碱渣制备了活性氧化铝。用EDX、XRD对碱渣原料成分与结构进行了分析,用TG-DSC对碱渣的脱水过程进行了研究,用激光粒度仪研究了球磨时间对碱渣粒径的影响。提出了直接煅烧法制备活性氧化铝工艺,采用氮吸附法初步研究了各试样的比表面积。碱渣在经过30 min球磨、500℃煅烧、2 h保温的工艺处理。利用废渣制备的氧化铝其比表面达到230 cm2/g,XRD表明所得氧化铝为结晶不完整的γ-Al2O3。     

Fe元素对6063铝合金挤压型材表面渣粒的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段,研究了Fe元素对6063铝合金挤压型材表面渣粒的影响.结果表明:6063铝合金型材表面渣粒缺陷主要为Al及Al2O3夹杂物组成的金属瘤状物.铸态合金组织经过均匀化(570℃×6 h)处理后,合金组织主要由α-Al基体、Mg2Si、β-Al5FeSi以及少量的α-Al8Fe2S...     

6061铝合金TTP曲线的研究

通过分级淬火法获得了6061铝合金TTP曲线,计算了淬火敏感温度区间的淬火因子,结合淬火因子分析法预测了在不同淬火冷却速率条件下合金的硬度,并与实测值进行对比。结果表明:6061铝合金TTP曲线的"鼻尖"温度约为340℃,淬火敏感温度区间为220～455℃;合金硬度的预测值与实测值吻合较好,淬火因子分析法预测合金的性能具有较高的准确度;合金在淬火敏感温度区间220～455℃的淬火冷却速率大于16.2℃/s时,合金的硬度能达到最大硬度值的95%以上。     

6061铝合金淬火冷却过程中的表面换热系数

通过6061铝合金末端淬火测得的冷却曲线,结合有限差分法和反传热求解法,研究了6061合金固溶处理在不同冷却方式下的冷速及表面换热系数与温度的变化规律。结果表明,6061铝合金在水雾冷和喷水冷却过程中,端面冷速先增大后减小,在400℃左右达到峰值,峰值冷速约为30℃/s。6061铝合金的表面换热系数与温度呈非线性关系,其大小随着温度的降低先逐渐增大,在150～100℃范围内达最大值,然后下降;在风冷过程中,表面换热系数值先急剧增大,当温度下降到500℃后增速明显减慢。     

铝型材挤压金属流速数学模型的建立

针对不同的模孔形状、尺寸及分布,运用挤压模拟有限元软件Hyper Xtrude对所设计的模具进行仿真模拟,分析了模孔长度、周长、壁厚、距挤压中心的距离以及工作带长度等结构参数对金属流速的影响,获得了各参数的影响因子,建立了金属流速和工作带长度的数学模型。根据所建立的工作带长度数学模型,设计了某型材挤压平模工作带尺寸,通过实际挤压试验验证,挤出型材尺寸合格,所建立的工作带数学模型对铝型材挤压模具的设计有指导意义。     

在线淬火对6061、6005铝合金型材组织与性能的影响

通过拉伸试验,结合金相、SEM、EDS等分析方法,研究了不同在线淬火冷却速度对6061、6005铝合金型材组织与性能的影响.结果表明,随着在线淬火冷却速度的增大,6061铝合金型材的抗拉强度由空冷的223.27 MPa提高到水冷的279.67MPa,6005铝合金型材则由260.56 MPa提高到298.66 MPa,而伸长率下降均不到1%;冷却速度对型材组织的影响不明显;6061铝合金较6005铝合金对淬火冷却速度更为敏感.     

均匀化处理对6063铝合金挤压型材表面渣粒的影响

采用扫描电镜、金相显微镜和X射线衍射等手段分析不同处理态的合金组织,研究了均匀化处理对6063铝合金型材表面渣粒缺陷的影响,结果表明:铸态合金由富集于晶界呈连续网状的非平衡共晶相与过饱和α-Al固溶体组成;非平衡共晶相由Mg₂Si与β-Al₅FeSi相组成;在均匀化退火过程中发生非平衡共晶相的溶解,针状的β-Al₅FeSi相向颗粒状α-Al₈FeSi相的转变.铸态合金挤出的型材表面有大量渣粒,570 ℃下随均匀化退火处理保温时间的延长,非平衡共晶相逐渐消失,挤压型材表面渣粒数量不断减少. 570 ℃保温6 h退火处理是6063合金铸锭较适宜的均匀化处理工艺.      

空心铝型材"丁字位"表面印痕缺陷的模具结构优化

对6063空心铝型材挤压过程进行数值模拟, 获得型材“丁字位”区域同方向的金属流速和位移, 分析型材产生印痕的原因和表面内凹量, 并在合理位置添加阻流块, 优化模具结构。模拟和验证实验均表明, 阻流块可以有效控制流速, 使“丁字位”上的流速更加均匀, 型材“丁字位”表面内凹量减小, 产品达到生产要求。