QSn7-0.2铜合金半固态挤压成形组织研究

采用不同半固态挤压成形工艺制备了空压机斜盘用双T型QSn7-0.2铜合金部件,研究了铸态、半固态挤压的组织,对比分析了保温时间、保温温度以及挤压速度对不同部位组织的影响。结果表明,半固态挤压成形铸件组织致密性、均匀性、协同变形性均优于直接浇注铸件。最佳的半固态挤压成形工艺为:保温温度940℃、保温时间60 min、挤压速度10 mm/s。冲头区域和铸件中部组织均匀,而铸件前端组织均匀性较差。     

半固态铝合金加工参数和性能之间的关系

本文研究了半固态铝合金的工艺参数和性能之间的关系,研究了半固态铝合金汽车零件的组织和性能与加工参数之间的关系,并与锻造零件和压铸零件做了比较。另外,研究了半固态成形浇道位置的变化对显微孔洞分布及机械性能的影响;对半固态零件进行T6处理,并以抗拉强度和耐磨性评估T6处理对机械性能的影响。 与压铸件相比,半固态成形铝合金件不存在明显的显微孔洞。对A319合金的T6热处理大大提高了合金的硬度和耐磨性,半固态成形的A319合金部件比A332-T4锻件的硬度稍高,而耐磨性差不多。观察了以上两种合金的摩擦性能,实验发现这两种合金的摩擦系数相近,低于0.5。总之,与压铸件相比,热处理强化的半固态铝合金铸件的性能大为改善,可与锻件相媲美;通过改变铸件浇道的位置可以明显改善微观组织和减少显微空洞。     

6061铝合金半固态成形过程数值分析

在热模拟压缩试验的基础上,对半固态触变成形本构关系及半固态流变黏度模型进行了研究并给出了相应的本构方程.采用DEFORM-3D模拟了6061铝合金轮毂半固态触变成形过程,进行了模具优化和成形力的分析.采用ANYCASTING模拟了两种铝合金零部件的流变成形,分析了模具尺寸、充型温度及充型速度对铝合金半固态浆料充型过程的影响,获得了最佳半固态成形工艺,并对铸件缺陷进行了预测分析.     

铝合金半固态压铸充型流动的数值模拟

采用铝合金半固态表观粘度模型,耦合流动基本方程,使用有限差分方法及交错网格技术,对铝合金半固态充型过程进行了模拟研究,成功实现了对铝合金半固态流动场的计算分析,并通过条形铸件对模拟结果进行了试验验证。模拟结果表明,相比于普通的铝合金浆料,半固态浆料会沿着型腔壁缓慢向前推进,充型液面前端平滑。模拟结果与相似条件下成形的试验结果充型特征基本吻合。     

半固态铝合金压铸充型凝固过程数值模拟研究

采用有限元数值分析软件对铝合金转向泵支架的牛顿流体和半固态流体压铸成形过程以及凝固分数变化过程进行数值模拟与分析,基于模拟结果和新山判据,对可能出现的铸造缺陷进行预测.模拟结果表明:与牛顿流体相比,铝合金半固态流体充型更加平稳.半固态流体凝固过程中,铸件温度呈现顺序凝固的趋势,铸件内部能得到冒口的及时补缩,有助于铸型中的气体的排出和铸件成形质量的提高.     

铝合金轮状零件流变挤压铸造成形研究

通过开发专用模具,对轮状铝合金铸件进行了流变挤压铸造成形研究。利用自主开发的3 000kN立式半固态挤压铸造机进行试验,对铸件的微观组织和力学性能进行了分析研究。结果表明,模具温度为200℃左右,浇注温度为630~636℃,在比压为80MPa时,流变挤压铸造成形7075铝合金铸件毛坯,其微观晶粒细小,无枝晶产生,T6热处理后,其综合力学性能达到使用要求,接近锻件的性能。     

ZA27合金蜗轮毛坯的成形性与力学性能

对ZA27蜗轮毛坯进行了金属型铸造、挤压铸造和半固态挤压成形试验,研究了在不同工艺条件下,制件的宏观成形性、微观组织形貌和力学性能。结果发现,金属型铸造蜗轮毛坯组织从齿顶到分度圆,均为细密发达的树枝晶;挤压铸件齿顶无树枝状枝晶,齿根的树枝晶晶臂有碎断现象,分度圆枝晶组织破碎圆整痕迹较为明显;半固态挤压件齿顶晶粒组织细化,分布较为均匀,齿根部呈典型的玫瑰状半固态组织形貌,分度圆为细小的等轴晶粒组织。金属型铸造蜗轮齿型成形困难;挤压铸造制备的蜗轮,外观轮廓清晰,齿形饱满;半固态挤压件成形性更加优良。半固态成形件力学性能高于挤压铸造和金属型铸件。     

铝合金标准试样半固态压铸模设计

根据铝合金半固态浆料粘度和压铸充型特点,设计并制造了标准试样半固态压铸模。模具设计了加热系统和不同的内浇口截面积。进行了半固态压铸试验,证明了半固态压铸模具无预热时,铸件无法充满型腔,并且缺陷较多;而模具预热时铸件成形良好。在铸件横截面范围内,内浇口截面积越大越有利于提高铸件的质量。     

自孕育法流变压铸2024变形铝合金微观组织特征

采用自孕育铸造法制备2024变形铝合金半固态浆科,研究了2024变形铝合金半固态浆料的流变压铸成形,并对半固态浆料和压铸件的微观组织进行研究分析.结果表明,自孕育法可制备出组织均匀细小,具有球形或近球形初生相颗粒的半固态浆料.将自孕育法制备半固态浆料通过短时保温后,浆料中初生α(Al)内部无液相夹裹,平均晶粒尺寸为72.5 μm;在增压压力为160 MPa,压射充型速度在2～5 m/s,2024变形铝合金半固态浆料经625℃保温3min后能顺利进行流变压铸,2024铝合金经流变压铸后铸件的微观组织均匀,且铸件性能良好.     

半固态7075铝合金流变压铸充填性与组织分布

采用倒锥形通道制备半固态7075铝合金浆料,试验研究了浆料的成形温度、压射比压和压铸模温度对半固态流变压铸7075铝合金充填性能的影响.结果表明,半固态7075铝合金浆料适当高的成形温度有利于充填性能的提高;压射比压和压铸模温度对半固态7075铝合金流变压铸充填性也有影响,压射比压越大,充填性越好.此外,采用倒锥形通道制备的半固态7075铝合金浆料组织分布较均匀,在后续流变压铸件的组织也均匀、致密,表明通过此工艺方法可获得力学性能较好的半固态7075铝合金压铸件.     

流变压铸成形镁合金AZ91D的显微组织与性能

采用双螺杆机械搅拌法制备半固态镁合金浆料,对比研究了液态压铸与半固态流变压铸成形镁合金AZ91D的组织与性能,探讨了半固态成形镁合金铸件的热处理强化机制.试验结果表明,流变压铸成形铸件与液态压铸成形铸件在铸态时的力学性能相当;由于半固态成形减轻了铸件内部气孔、偏析等铸造缺陷,因而T4和T6热处理均明显地提高了半固态成形镁合金铸件的力学性能.研究还得出,液态压铸成形镁合金铸件经过固溶处理之后,其抗拉强度和伸长率也有所提高,但是,时效处理明显地恶化了铸件的力学性能.     

变形铝合金半固态近净成形研究进展

变形铝合金强度高、塑性好,在工业轻量化发展中极具潜力。其凝固成形缺陷较多,塑性成形难以近净成形出外形较复杂的零件,且生产成本较高。半固态工艺结合了铸锻工艺的优点,利用半固态工艺优势提升变形合金材料的性价比,研究复杂外形的高性能变形铝合金零件的半固态成形成为半固态领域的一个研究热点。结合研究现状,分别从变形铝合金半固态成形的适应性,坯料和浆料的制备,触变成形与流变成形组织与性能方面进行了分析。并对需要进一步解决的问题及发展前景作了探讨。     

铝合金半固态成形技术进展

利用半固态成形技术制备高性能铝合金是铝合金成形技术的重要研究方向之一。本文将从半固态成形用铝合金材料、制浆工艺及应用方面开展了大量的研究。研究结果得出：铝合金晶粒明显细化、尺寸更加均匀、制备了细小的等轴的半固态浆料组织、获得的力学性能更佳。指出目前研究中存在的问题,并展望了铝合金半固态成形未来的发展方向。     

流变挤压铸造成形技术与装备研究

介绍了3 000kN立式半固态挤压铸造成型机的结构特点,研究了铝合金流变成形工艺和间接挤压铸造成型件的组织与性能。结果表明,立式半固态挤压铸造成型机集底部送料、间接挤压铸造和内腔二次加压功能于一体。通过底部挤压充型铸造,可以避免金属液卷气。通过模具二次内腔加压,能对凝固金属进行有效补缩,显著提高铸件的组织与性能。     

铝-硅合金树枝状晶形态学研究

树枝状晶组织的形成在很大程度上决定了铸件的特性。可以有目的地控制抗拉强度、延展性、抗热冲击稳定性和组织的均匀性。人们从四个方面研究了树枝状晶的形成。 1.生长的树枝状晶体顶端的形状(曲率半径R,形态稳定性) 2.树枝状晶的顶端温度T 3.初生晶枝间距e 4.次生晶枝间距d 本文就后两个问题进行探讨,由于后者对工艺性能具有重要意义,故首先研究     

不同铸造工艺制备A356-CNT纳米复合材料的摩擦学行为（英文）

研究液态成形和半固态成形法制备的A356铝合金整体铸件和A356-CNT纳米复合铸造件的摩擦学行为。采用熔体搅拌、流变铸造、搅拌铸造、复合铸造等不同工艺制备样品。研究碳纳米管(CNTs)的加入、铸造工艺和施加载荷对磨损性能和磨损机理的影响。结果表明,添加碳纳米管显著降低了纳米复合材料的磨损量、磨损率和摩擦因数。铸造工艺由液态成形变为半固态成形,和初相含量的增加是提高合金尤其是纳米复合合金样品耐磨性能的两个主要因素。此外,研究还发现液态成形和半固态成形两种方法制备的整体铸件其主要磨损机理分别是粘着磨损和剥层磨损。然而,无论制备工艺如何,磨粒磨损是纳米复合材料的主要磨损机理。     

热处理对半固态A356铝合金挤压铸件组织与性能的影响

将低温浇注制备的半固态A356铝合金坯料加热至半固态浇注、挤压成形。采用正交试验法研究了固溶、时效对半固态A356铝合金挤压铸件组织与力学性能的影响。结果表明,时效时间对抗拉强度、屈服强度、伸长率影响最大,且都是随着时效时间增长先上升后下降;试验6获得较好的综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为340 MPa、325 MPa、9.56%。     

海外文献速报

AZ91D合金半固态射出成形时的固相率与铸造缺陷的关系；日本压铸的历史；汽车用铝合金压铸件的冷隔缺陷对策；AC4C铝合金铸件冷隔和流痕缺陷的观察与数值预测；铝合金压铸件的硬质点。     

半固态AlSi15Cu3MgFe合金铸件触变充型过程的数值模拟

在充分考虑半固AlSi15Cu3MgFe合金触变过程中压力和速度变化特征的基础上,确定模拟计算所需要的基本方程、边界条件以及表观粘度的数学模型,并建立耦合表观粘度的充型模拟方程,计算并分析比较半固态铝合金平板件以及液态铝合金平板件的触变充型过程.结果表明,由于半固态表观粘度随剪切速率增大而下降,从而使半固态铝合金呈现剪切变稀的触变流动特点.最后对两个典型半固态铝合金铸件成形过程进行了模拟计算,进一步验证了半固态金属充型过程的平稳性.     

铝合金半固态加工技术的应用研究

重点介绍了近年来在铝合金半固态坯料制备方面的研究进展以及在半固态触变成形技术工业应用方面的研究开发工作,如复合电磁搅拌制备半固态浆料、多流电磁搅拌半固态连铸技术、铝合金半固态触变压铸成形、铝合金半固态触变模锻成形等,并就其可能的应用领域及发展状况如难铸造合金的铸造成形、变形合金的直接铸造成形、活塞合金的加工成形、变形铝合金的塑性加工进行了讨论。