挤压铸造对Al-Cu合金显微组织及溶质分布的影响

研究了挤压铸造工艺条件下,工艺参数对Al-5Cu-0.4Mn合金显微组织及Cu元素分布的影响。结果表明,合金在25MPa压力下成形时,初生α-Al晶粒尺寸得到明显细化;浇注温度越高组织变得越粗大;升高模具预热温度,晶粒尺寸增大且分布不均匀。挤压铸造改变重力铸造条件下Cu的逆偏析现象,从铸件边缘往心部的Cu含量呈现增加的趋势,主要原因为晶间富铜液相在压力的强制补缩下,通过枝晶骨架通道被挤向铸件内侧。Cu在α-Al基体中的固溶度随着压力的增大而增加;沿径向远离铸件心部,α-Al晶内Cu含量逐渐增加。在挤压力为100MPa、浇注温度为680～730℃、模具温度为200℃的工艺条件下,可获得晶粒细小、组织致密、宏观偏析少的Al-5Cu-0.4Mn合金挤压铸件。     

浇注温度和固溶温度对挤压铸造Al-6.8Zn-2.5Mg-2.0Cu合金组织和性能的影响

研究了浇注温度和固溶温度对挤压铸造Al-6.8Zn-2.5Mg-2.0Cu合金组织和性能的影响。结果表明,与金属型重力铸造相比,挤压铸造可以显著细化合金的微观组织,减少铸件缩松缺陷,从而提高其力学性能。在金属型重力铸造下,初生α-Al相晶粒尺寸随着浇注温度的增加而增大。在挤压力为60MPa时,随浇注温度的增加,α-Al相晶粒尺寸先减小而后增加。在浇注温度为720℃时,凝固组织的二次枝晶间距最小,约为26.3μm,铸件的抗拉强度和伸长率分别为310 MPa和4.0%。铸件经过470℃固溶10h+130℃时效24h热处理后,抗拉强度和伸长率分别达到590MPa和4.7%,获得了良好的强韧化效果。     

压力和浇注温度对挤压铸造镁合金组织与性能的影响

采用挤压铸造成形工艺制备AZ91D镁合金,研究了不同压力(40、80、120 MPa)和浇注温度(650、690、730和770℃)对合金组织与性能的影响,优化出高性能挤压镁合金的工艺参数。结果表明,相同浇注温度下,随着挤压压力的增大,第二相体积分数呈现略微逐渐减少的趋势,在晶界上出现的共晶组织分布越来越不连续,α-Mg相晶粒尺寸逐渐减小;相同挤压压力下,合金的晶粒尺寸随着浇注温度的升高逐渐长大。在730℃浇注温度、80 MPa挤压压力下获得的挤压铸件综合力学性能最好,其致密度达到最高,为99.78%,较原材料提高1.4%;抗拉强度由121.2 MPa提高到219.5 MPa,提高了81.1%;伸长率由1.6%提高到6.4%,提高了300%。     

挤压铸造Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金的组织与性能

采用流变挤压铸造制备了Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金,通过拉伸试验、SEM和TEM等方法研究了浇注温度对半固态浆料、流变挤压铸造合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着浇注温度降低,半固态浆料和流变挤压铸造合金初生α-Al相形貌逐渐转变为近球形,在晶界附近析出的第二相分布越来越均匀,平均晶粒尺寸减小,圆整度增加。当浇注温度为700℃时,半固态浆料初生相尺寸最小,约为35μm,平均形状因子约为0.49,流变挤压铸造后合金平均晶粒尺寸约为43μm。流变挤压铸造合金的力学性能随着浇注温度的降低逐渐提升。合金经过470℃×10 h+500℃×2 h双级固溶后,大部分第二相溶于基体中。120℃×24 h时效处理后,合金的屈服强度为539 MPa,抗拉强度为612 MPa,伸长率为11%。     

挤压压力对挤压铸造ZL109铝合金组织和性能的影响

研究了挤压铸造过程中挤压压力对ZL109过共晶铝合金组织和性能的影响。试验选择在200 t液压机上进行挤压铸造，设计挤压压力为75 MPa、95 MPa、115 MPa进行评估。结果表明，挤压铸造工艺改善了铸件组织，提高了合金的力学性能。挤压压力的变化对合金的初生Si、共晶组织的尺寸、体积分数和力学性能影响显著。在试验范围内，挤压压力为115 MPa下的初生Si颗粒直径相较于75 MPa与95 MPa分别减小了23.5%和28.4%、共晶Si的平均尺寸分别减少了22.1%和50.3%;α-Al的尺寸分别降低了13.6%和18.3%；挤压压力从75 MPa增加到95 MPa，合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别提高13.9%、22.6%、19.9%和9.4%；压力从95 MPa提高到115 MPa，抗拉强度和伸长率分别降低2.4%和6.6%。     

基于Anycasting的挤压铸造镁合金试样力学性能研究

选用AZ91D镁合金为研究对象,使用Anycasting软件,对标准拉伸试样进行模拟,以浇注温度、挤压压力、模具温度为影响因素,分别绘制不同工艺参数下的力学性能曲线,观察对比各个试样的晶粒尺寸,研究了挤压铸造工艺参数对AZ91D镁合金力学性能的影响。结果发现,力学性能随浇注温度先增大后减小,随挤压压力增大而逐渐增大;模具温度对铸件的影响,与浇注温度有类似的规律。在浇注温度为670℃,模具温度为200℃,挤压压力为120MPa时,挤压铸件能够获得理想的力学性能,其σb=235MPa,δ=4.6%,硬度(HV)为62左右。由于在压力的作用下,引起AZ91D镁合金在铸造过程中过冷度过大,提高了凝固合金的冷却速度,同时也提高了导热系数,增加了形核率,从而到细化了晶粒,提高了合金的力学性能。     

ZL104铝合金连杆半固态挤压铸造工艺实验研究

研究了传统液态挤压铸造与半固态挤压铸造成形ZL104铝合金连杆的充填状态、微观组织及力学性能。结果表明:传统液态挤压铸造成形连杆充填饱满,但其抗拉强度及伸长率低于半固态挤压铸造成形连杆。对于半固态挤压铸造成形,浇注温度高于565℃时,铸件充填性能良好;平均晶粒尺寸及形状因子随浇注温度的升高而逐渐增大;连杆抗拉强度及伸长率先增加后减小。挤压压力高于25MPa时,铸件均充填饱满;挤压压力升高,平均晶粒尺寸不断减小且形状因子不断增大,连杆机械性能不断提高。模具预热温度升高,平均晶粒尺寸和形状因子不断增大,连杆机械性能逐渐提高。但当模具预热温度超过300℃时,平均晶粒尺寸进一步增大而其形状因子减小,导致连杆的机械性能下降。     

水冷铜质蛇形通道制备半固态A380铝合金浆料

采用水冷铜质蛇形通道制备了半固态A380铝合金浆料,研究了浇注温度、弯道数量、冷却水流量对半固态A380铝合金浆料组织的影响。结果表明,随着浇注温度的降低,初生α-Al晶粒尺寸减小、形状因子提高;浇注温度在610~630℃时,可以获得理想的半固态浆料组织。随着水冷铜质蛇形通道弯道数量增加,半固态浆料组织中初生α-Al晶粒更加细小、均匀、圆整。水冷铜质蛇形通道冷却水流量为500L/h时,可以获得初生α-Al晶粒细小、圆整的半固态浆料组织。     

AZ91D镁合金挤压铸造组织与性能的研究

采用间接式挤压铸造成形工艺,研究了AZ91D镁合金的挤压铸造组织和力学性能。试验结果表明,由于压力损失和铸件壁厚的影响,导致铸件不同部位的凝固组织和力学性能不同。挤压铸造镁合金组织中初生α-Mg相晶粒平均尺寸为25~30μm左右,抗拉强度和伸长率分别为220MPa和2.5%;不但晶粒尺寸比半固态流变压铸成形的细小,而且其力学性能也更高。     

AC4CH铝合金的挤压铸造研究

采用挤压铸造生产AC4CH合金铸件,研究了铸造压力、充型速度和充型距离对挤压铸件组织和性能的影响.挤压铸造AC4CH铝合金铸件组织由初生α-Al和共晶硅相组成,随着充型距离的增加,铸件显微组织明显细化.随着铸造压力和充型速度的增大,共晶相含量降低并且分布均匀.铸造压力和充型速度的增大可提高铸件的抗拉强度、屈服强度,但是铸造压力增大到一定程度后强度上升幅度减缓.     

工艺参数对半固态挤压铸造A356合金组织与性能的影响

在2000kN立式液压机上,将半固态A356铝合金挤压铸造成形。研究了不同的浇注温度与比压对铸件组织与力学性能的影响。结果表明,随着比压增大,铸件组织更为细小、致密、圆整,抗拉强度、屈服强度、伸长率也有较大幅度提高,但比压达到一定程度后,增加比压对铸件的组织及性能影响不明显。浇注温度过低、固相率过高导致充型困难,各部位容易出现凝固裂纹;浇注温度高时液相率过高,铸件为枝晶组织,两种情况下均不能得到力学性能较好的铸件。在582℃、48.7MPa挤压条件下能获得较好的组织与力学性能,抗拉强度、伸长率分别达到288MPa、14.6%。     

新型高强韧铝铜系合金的挤压铸造

为实现某种重载车辆负重轮的"以铸代锻",进行了负重轮简约化缩小模型挤压铸造的试验研究.采用自行研制的一种新型铝铜合金,结合挤压铸造工艺,制得了负重轮模型铸件.挤压铸造工艺参数为比压50 MPa,浇注温度720～730 ℃,摸具温度250～350 ℃,开始加压时间7～10 s,保压时间8～15 s.热处理后铸件的组织、性能和断口形貌的检测结果表明,挤压铸件的晶粒更为细小,组织更加致密,T5和T6热处理的力学性能分别为抗拉强度428、440 MPa,屈服强度360、395 MPa,伸长率13.1%、11.3%.与重力金属型铸造相比,挤压铸造使铸件的力学性能得到明显提高.     

铝合金车门内板挤压铸造工艺研究

研究了工艺参数对挤压铸造ADC12合金力学性能的影响。通过对车门内板挤压铸造过程进行仿真分析,得出了不同浇注温度和模具温度下充型过程中的温度场分布。并据此设计了两组不同参数对工艺车门内板进行挤压铸造,并完成了产品的试制。通过拉伸试验、金相组织及能谱分析对铸件质量进行了评价。对比分析表明,在浇注温度为730℃、模具温度为310℃、压力为27MPa条件下,得到了α铝基体为细小等轴晶、力学性能和表面质量良好的铸件。     

半固态ZL201A铝合金浆料的制备

利用低过热度浇注和弱电磁搅拌方法制备了半固态ZL201A铝合金浆料,浇注温度分别为678、663、648℃,利用光学显微镜观察了不同条件下的浆料组织。试验结果表明,随着浇注温度的降低,半固态ZL201A铝合金浆料内部组织中的初生α-Al由蔷薇状向球状转变,晶粒尺寸逐渐变小,分布更均匀。同时,浆料边缘和底部组织中的初生α-Al的形貌由粗大的枝晶向蔷薇状转变。对于半固态ZL201A铝合金浆料的制备,较佳的浇注温度为663℃。电磁搅拌均匀了ZL201A铝合金液的温度场,加大了同时凝固的区域,细化了初生α-Al晶粒;同时结晶潜热的集中释放有助于蔷薇状初生α-Al的根部熔断,加速了球状初生α-Al的形成。     

浇注位置对换挡臂挤压铸造件组织与性能的影响

结合数值模拟和实验分析,研究了不同浇注位置对换挡臂挤压铸造件显微组织和力学性能的影响。结果发现,从大端空腔浇注时,换挡臂铸件小端四周冷却快,形成凝壳,上模冲头无法完全施加压力于铸件上,导致其晶粒粗大,出现铸造缺陷,力学性能差;而从小端空腔浇注时,换挡臂铸件各部位温度较高,可在未形成凝壳前承受上模压力结晶凝固,其组织均较致密,无铸造缺陷,力学性能较大端浇注时有显著提高,其抗拉强度和伸长率分别达到314.9 MPa和3.57%。换挡臂挤压铸造的合适浇注方法是从模具小端空腔浇注成形。     

挤压铸造工艺对含Y2wt% AZ91D稀土镁合金组织与性能的影响

研究了挤压铸造工艺参数(挤压压力、浇注温度和保压时间)对含2wt%Y的AZ91D稀土合金组织与性能的影响。采用X射线衍射、金相分析、拉伸试验和SEM等方法分析了合金挤压态和固溶时效态的显微组织及其力学性能。结果表明:浇注温度对镁合金组织和性能影响最大,挤压压力其次,最后是保压时间。试验获得最佳工艺参数为:浇注温度720℃、挤压压力100 MPa、保压时间25 s。试样最大抗拉强度达到241.56 MPa、伸长率12.4%、布氏硬度80.06HB。固溶时效后铸件的力学性能明显提高,组织晶粒更细小且分布均匀。     

过共晶A390-T6合金挤压铸造力学性能及组织研究

研究了过共晶A390-T6合金挤压铸造成形工艺过程中压力、浇注温度、热处理工艺参数等对合金力学性能与微观组织的影响。实验结果表明:合金共晶硅组织,随着挤压压力增加,共晶硅颗粒越细小且分布也越均匀,当初晶硅大小大约为20~30 μm时随着挤压压力的增加合金共晶硅组织基本保持不变;随着浇注温度的增加,共晶相不断由细小、圆整近似球状向蔷薇状、树枝状转变;在挤压压力为90 MPa时,可获得组织形态较好、结构致密的高性能铸件;在合适的热处理条件下,可以得到良好的显微组织和优良的力学性能。     

挤压铸造大型铝合金结构件

以大型铝合金结构件为研究对象,探讨了挤压铸造大型铝合金结构件的模具设计原则和工艺参数对产品质量和性能的影响.研究结果表明:在模具温度为200～300℃、浇注温度为740～760℃、加压压力为70 MPa、保压时间为40 s的试验条件下,铸件组织致密、晶粒细化,力学性能达到了同种合金锻件的性能水平(σb≥350 MPa、δ5≥5%)     

半固态改性6061铝合金流变压铸试样组织及力学性能

采用石墨质蛇形通道浇注复合流变压铸工艺进行半固态改性6061铝合金流变压铸成形。对比分析了传统液态压铸和流变压铸的改性6061铝合金试样的显微组织;研究了Si含量对半固态改性6061铝合金流变压铸试样组织及力学性能的影响。结果表明,相比于传统液态压铸,半固态改性6061铝合金流变压铸试样组织中的初生α-Al晶粒明显细化和球化,由粗大的枝晶演变为细小的球状晶或近球状晶。增加Si含量可以有效细化试样组织中的初生α-Al晶粒,并提升流变压铸试样的力学性能,当Si含量由0.6%增加至2.6%时,初生α-Al的平均晶粒直径由58μm左右逐渐减小至31μm左右,抗拉强度由（107±4） MPa逐渐增加至（209±14） MPa,伸长率由2.2%±0.3%逐渐增加至5.5%±0.5%。     

挤压铸造工艺对Al-7Si-0.4Mg-0.3Er汽车左支架组织与性能影响

利用OM、SEM微观组织分析以及显微硬度测试研究了挤压铸造成形工艺对Al-7Si-0.4Mg-0.3Er铝合金汽车发动机左支架显微组织和性能的影响。研究结果表明：凝固顺序对铸件不同部位微观组织影响较大,较先凝固左支架薄壁区初生α-Al组织相较于后凝固厚壁区细小。低温浇注成形相较于高温浇注制备左支架初生α-Al更为细小且均匀分布,但低温浇注支架晶间Er-π-AlFeMgSi 相粗大且偏聚分布。高挤压速度相较于低速制备左支架晶间Er-π-AlFeMgSi 相更为均匀细小。低温650℃高速成形铸件热处理后显微硬度为119HV,标准偏差为5HV,相较于低温低速制备左支架14HV性能分布均匀。铝合金发动机支架适于在低温浇铸高速挤压铸造成形。