ZL101过流冷却转移法半固态压铸工艺及性能研究

采用倾斜管过流冷却-转移法生产半固态流变压铸件,研究了压铸工艺对ZL101铝合金半固态流变压铸件性能的影响,以及半固态压铸件经T6热处理之后性能的改变.对比研究了液态与半固态压铸件的力学性能.结果表明,在浇注温度为595℃、压射速度为1.8 m/s时,压铸件性能最佳,此时较浇注温度为630℃的液态压铸件的抗拉强度提高了11％.经热处理的半固态压铸件抗拉强度与伸长率都得到改善.液态与半固态压铸件试样的拉伸断口为准解理断裂,经热处理的半固态压铸件试样的拉伸断口为韧性断裂.     

镁合金半固态流变压铸充型流动过程分析

通过压铸实验分析了镁合金半固态流变压铸、液态压铸充型流动过程.结果表明,镁合金半固态流变压铸和液态压铸充型流动过程相似;相同充型条件下,半固态流变压铸卷气现象较少,压铸件质量优于液态压铸.同时,内浇道充型速度和内浇道尺寸对压铸件充填过程影响很大,合理的设置可以减少涡流和卷气,得到高质量的压铸件.     

半固态镁合金流变压铸型腔充填过程模拟

应用计算机数值模拟技术,模拟了镁合金液态压铸和半固态流变压铸的型腔充填过程.在相同条件下,半固态流变压铸成形的型腔充填过程平稳,卷气现象少于液态金属压铸成形.半固态镁合金压铸零件能够进行热处理,铸件内在质量优于液态镁合金压铸件.     

6061铝合金自孕育流变压铸薄壁件制备及组织性能

采用自孕育法制备6061变形铝合金半固态浆料,研究浆料保温时间对自孕育流变压铸件凝固组织及力学性能的影响,并分析了压铸件不同部位的凝固组织及其差异形成的原因。结果表明:自孕育法可有效改善6061铝合金传统铸造形成的粗大树枝晶组织,制备出具有等轴状或球状初生α-Al晶粒的铸件。采用自孕育法制浆结合高压压铸能成形完整的6061铝合金半固态流变压铸件。相比传统金属型铸造和液态高压压铸,自孕育流变压铸能显著提高铸件的力学性能。浆料等温保温过程中,初生α-Al晶粒尺寸随着保温时间的延长逐渐增大且逐渐圆整,在保温时间为5 min时获得的流变压铸件组织最为圆整,力学性能最好,过长的保温时间会恶化组织并显著降低铸件的力学性能。对于同一参数的压铸件,随着浆料充型距离的增加,模具冷却速率逐渐增大,压铸件内部组织差异明显。     

AZ91D镁合金自孕育流变压铸组织及性能

采用自孕育制浆结合高压压铸制备了AZ91D镁合金流变压铸件,研究了浆料保温时间对其凝固组织及力学性能的影响,采用能谱分析了液态压铸和半固态压铸组织及成分差异的原因,利用光学显微镜和扫描电镜观察了压铸件不同部位的凝固组织。结果表明:自孕育流变压铸能够细化AZ91D镁合金液态压铸组织,获得近球状初生α-Mg晶粒,且自孕育流变压铸过程形成的二次α-Mg晶粒相比液态压铸过程形成的细小激冷晶,Al元素含量显著升高;浆料保温时间只影响流变压铸件初生α-Mg晶粒,不影响二次凝固组织;采用自孕育流变压铸能够显著提高压铸件力学性能,并在保温3 min时达到最佳综合力学性能。     

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.     

ZL201铝合金半固态流变压铸组织与性能

研究了ZL201铝合金半固态流变压铸组织与性能,包括半固态浆料的制备、压铸成形和固溶、时效处理。结果表明:在ZL201铝合金液相线温度附近施加交变电磁场,能够获得均匀、细小、近球形非枝晶组织的半固态浆料;半固态浆料经压铸成形后,零件具有等轴或蔷薇状晶粒组织;经T5热处理后,ZL201铝合金的抗拉强度为253N/mm2,伸长率为7%。流变压铸件的组织和性能优于半固态触变压铸件的。     

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.     

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。     

压铸铝合金及压铸技术的研究进展

综述了压铸铝合金的开发及应用状况、计算机模拟技术在压铸铝压铸技术中的应用、半固态流变压铸浆料制备及超低速压铸技术等先进铝合金压铸技术研究的最新进展.并指出将不同先进压铸技术的结合应用,可进一步提高铝合金压铸件性能,促进压铸技术的发展.     

ZL201合金半固态成形本构模型

对采用近液相线铸造法制备的ZL201合金半固态坯料进行了热模拟压缩试验。根据试验获得的ZL201合金不同温度与应变速率下的应力-应变曲线,采用多元回归线性方法建立了能够表征ZL201合金半固态变形行为的本构方程。同时,根据半固态浆料的表观粘度与热模拟压缩试验中的应变速率等参数间的关系式,对表观粘度和剪切速率之间的关系进行了研究。利用仿真软件Anycasting对ZL201合金半固态触变压铸成形过程进行了数值模拟,研究了内浇道厚度对ZL201合金半固态触变压铸过程的影响,并预测了铸件缺陷。结果表明,当内浇道厚度为3mm时,半固态金属浆料充型过程最为理想。     

Al-6.5%Mg合金的半固态流变铸造及其性能

利用保温电磁搅拌制备半固态浆料,对Al-6.5%Mg合金的半固态流变铸造进行研究。实验中对该合金的常压铸造、液态压铸和半固态压铸所得铸件的显微组织、力学性能和拉伸断口进行分析比较。结果表明,常压铸造得到的Al-6.5%Mg合金组织为粗大的树枝晶,力学性能较低;与常压铸造相比,液态压铸件的树枝晶生长较为规则,枝晶得到细化,同时,液态压铸件的强度和塑性提高明显;半固态压铸的显微组织则为规则的球状晶,与液态压铸相比,半固态压铸件的强度略有提高,表现出更好的塑性。     

原位Mg_2Si/AM60镁基复合材料半固态流变压铸成形研究

采用原位合成法制备了Mg_2Si/AM60镁基复合材料,观察了Mg_2Si颗粒的分布情况,并对其半固态流变压铸成形进行了研究.结果表明,Mg_2Si颗粒呈汉字状分布;半固态成形减轻了传统压铸件缩孔、偏析等铸造缺陷;液态压铸微观组织基本形貌以大块枝晶为主.液相不规则分布在枝晶间;半固态流变压铸后微观组织绝大部分为球状或类球状组织.     

反重力铸造对高强度铝合金凝固组织影响的研究

采用反重力铸造方法生产高强度铝合金铸件已成为航空、航天领域内获得优质构件的重要途径。研究了反重力铸造对高强度铝合金ZL114A和ZL205A铸件凝固组织的影响。结果表明,合金的凝固组织存在着不同的位置效应,对于ZL114A合金铸件,冷端晶粒尺寸最小,靠近浇口处晶粒尺寸粗大。对于ZL205A合金铸件,随距浇口处距离的减少,枝晶间分布的网格状θ（Al2Cu）相逐渐由粗变细,α（Al）枝晶内分布的黑色点状T（Al12CuMn2）相逐渐减少。分析表明,在反重力铸造补缩压力相同的情况下,合金的凝固温度范围不同是造成凝固组织不同位置效应的主要原因。     

Microstructural characteristics of near-liquidus cast AZ91D alloy during semi-solid die casting

Near-liquidus cast ingot was reheated to semi-solid firstly, and then a bracket of motor was prepared by die casting the semi-solid ingot into mould. The microstructural characteristics of AZ91D alloy in these processes were investigated. In the process of near-liquidus casting, primary α-Mg grains tend to be rosette-like because of the increase of plentiful quasi-solid atom clusters in molten alloy with the decrease of pouring temperature. These rosette-like α-Mg grains in ingots fabricated by near-liquidus casting are fused off and refined into near-globular structure owing to the solute diffusion mechanism and the minimum surface energy mechanism during reheating. After semi-solid die-casting, α-Mg grains, located in biscuit, impact and connect with each other; α-Mg grains, located in inner gate, congregate together; while α-Mg grains, located in component, distribute uniformly and become into globularity or strip. Because the inner gate limits the flowing of semi-solid slurry, and the pressure acted on the semi-solid slurry decreases gradually along the filling direction of semi-solid slurry in cavity, microstructural segregation of unmelted α-Mg grains appears along this direction. Shrinkage holes in casting are caused by two different reasons. For biscuit, the shrinkage holes are caused by the blocked access of feeding liquid to the shrinkage zone for the agglomerated unmelted α-Mg grains. For component, the shrinkage holes are caused by the lack of feeding of liquid alloy.     

Strengthening technology and mechanism for semi-solid die casting of aluminum alloy

Combined with theoretical evaluation,an optimized strengthening process for the semi-solid die castings of A356 aluminum alloy was obtained by studying the mechanical properties of castings solution treated and aged under different conditions in detail,then,the semi-solid die castings and liquid die castings were heat treated with the optimized process.The results show that the mechanical properties of semi-solid die castings of aluminum alloy are superior to those of the liquid die castings,especially the strengthening degree of heat treated semi-solid die castingsis much greater than that of liquid die castings with the tensile strength more than 330 MPa and the elongation more than 10％,and this is mainly contributed to the non-dendritic and more compact microstructure of semi-solid die castings.The strengthening mechanism of heat treatment for the semi-solid die castings of A356 aluminum alloy is due to the dispersive precipitation of the second phase(Mg2 Si) and formation of GP Zone.     

压铸铝合金工艺与性能研究

以A380压铸铝合金为研究对象,设计了压铸工艺参数,通过密度测定、力学性能测试和金相观察,分析了压铸工艺参数对铸件性能的影响.研究表明,压力增加,铸件的密度和强度增加;压力一定时,压铸速度对铸件的力学性能有较大影响.使用改进的工艺,铸件抗拉强度达到365 MPa.伸长率达4.2％.