半固态流变压铸铝合金件疲劳性能研究

对比研究了液态压铸和半固态流变压铸对ZL114A铝合金铸件疲劳性能的影响。结果表明,半固态流变压铸件相较于传统液态压铸件疲劳性能更好而且更稳定。液态压铸件的疲劳寿命主要受孔洞尺寸影响,孔洞尺寸越大,疲劳寿命越低。半固态压铸件的疲劳寿命主要受密度(孔隙率)影响,与密度成正比。半固态压铸ZL114A铝合金试样在密度大于2.62g/cm^3时,疲劳性能表现良好。在70MPa应力下,疲劳寿命可达107次。液态压铸件裂纹萌生于大的气缩孔,半固态压铸件的裂纹萌生是于中心缩松多孔的综合作用结果。     

A356铝合金半固态流变压铸件力学性能的研究

采用自主研发的锥桶式流变成形机(TBR),进行了流变压铸工艺正交试验,研究了浇注温度、剪切速率及剪切温度对A356铝合金半固态流变压铸力学性能的影响规律,并确定了最佳的参数,使A356流变压铸件获得最优的力学性能。结果表明,影响抗拉强度的主要因素是浇注温度,影响伸长率的主要因素是剪切温度。TBR流变压铸工艺生产A356铝合金压铸件的最优工艺参数:浇注温度为655℃,剪切速度为5000s-1,剪切温度为600℃,在此工艺条件下,制备的半固态成形件力学性能为:σb=271MPa,δ=7.3%。     

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.     

半固态流变压铸AZ91D镁合金的组织与性能

采用自行研制的镁合金半固态流变压铸成形机组 ,研究了半固态制浆工艺与组织及性能之间的关系。结果表明 ,镁液浇注温度越高 ,制浆搅拌的剪切速率越高 ,或搅拌机的筒体温度越高 ,半固态非枝晶组织的固相率越低。所制备的AZ91D镁合金半固态组织细小、圆整 ,晶粒度为 3 0～ 5 0 μm ,半固态流变压铸试样的抗拉强度和伸长率比液态压铸试样有显著提高。     

铸件尺寸对镍基单晶高温合金力学性能的影响

浇注了两种不同尺寸的镍基单晶高温合金铸件试样,研究了试样尺寸对显微组织的影响,利用扫描电镜分析了合金的断口形貌和断裂机制.结果表明,浇注试样尺寸增大,合金的枝晶间距和热处理后γ′相的尺寸增大.合金在760、980℃下的拉伸性能以及980℃和250MPa条件下的持久性能均有不同程度的降低.合金760℃的拉伸断裂为类解理断裂,980℃的拉伸断裂以及980℃和250MPa条件下的应力断裂都为韧窝断裂.     

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.     

半固态流变压铸AlSi10MnMg合金组织和热处理工艺试验研究

采用金相显微镜和电子拉伸机,研究了Al Si10MnMg合金半固态流变压铸成型件的组织及热处理工艺。结果表明:半固态流变压铸件的组织致密,表面平整无明显铸造缺陷,有大量共晶组织聚集,局部出现偏析现象。较好的固溶热处理制度为520℃2 h,时效热处理制度为220℃3 h,共晶硅能在最短时间内迅速发生颈缩、枝晶熔断、共晶硅粒球化,Si相的回溶程度高,时效处理中析出的Mg2Si多,此时,屈服强度可达178. 6 N/mm2,抗拉强度为198. 6N/mm2,伸长率为6. 9%,高于常规压铸件的。     

流变压铸YL112铝合金的组织和力学性能

利用自主研发的剪切低温浇注式流变制浆工艺(LSPSF)制备浆料,在DCC280卧式压铸机上进行半固态压铸成形试验,研究了流变压铸YL112铝合金的组织和力学性能.试验结果表明,在浇注温度为620℃、输送管转速为90 r/min、结晶器预热温度为550℃、倾斜角为25°的工艺参数下得到的压铸件经过测试,压铸缺陷较少,力学性能优良,热处理后性能进一步提高.     

流变压铸AlSi9Mg合金的热处理工艺

利用自行研制的振动频率可调的倾斜冷却剪切实验装置制备半固态AlSi9Mg合金熔体,并与传统高压铸造工艺衔接,直接进行流变压铸,运用正交试验方法研究了固溶处理温度、保温时间、水淬介质温度对流变压铸试样抗拉强度的影响.结果表明:固溶处理温度为535℃,保温时间4 h,水温60℃,并经175℃×8 h人工时效后,流变压铸件的σb:277 MPa,δ=3.9%.流变压铸可实现低固相率半固态AlSi9Mg合金熔体的低气孔率压铸.与压力铸造相比,流变压铸可提高铸件的致密性和力学性能,伸长率提高尤为明显.     

AZ91合金的流变压铸工艺及组织性能

采用半固态流变压铸方法对AZ91合金进行了压铸处理,研究了手轮开合度(增压压力和压射速度)、浇注温度和充填时间对AZ91合金铸件的成形、显微组织和力学性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明,AZ91合金适宜的半固态压铸工艺:手轮开合度为1 080°、浇注温度为585℃、充填时间为3s;在此工艺下得到的AZ91合金压铸件的表面质量较好,硬度(HBW)达到83,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为285 MPa、172 MPa和4.9%。     

微成形热挤压试验及模具设计

介绍了采用半固态ZL101铝合金进行挤压成形微型齿轮的试验研究,设计了挤压模具和加热及温控系统.试验结果表明,挤压过程中的坯料温度对零件质量产生重要影响,它决定了半固态合金的触变特性,合适的半固态加工技术可以成形微型零件.     

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。     

ZL112Y半固态压铸摩托车零件的组织和性能研究

为了研究半固态高压铸造成形技术对零件的组织和力学性能的影响，对ZL112Y铝合金在半固态下压铸成形JH70型摩托车发电机支架零件进行了本体解剖，制作了金相观察试样和拉伸试验非标试样，观察了试样不同部位的组织特征，测定了零件的强度、塑性和硬度。试验结果表明，半固态压铸成形零件具有消除高压铸造零件的内中孔洞和组织疏松的特点，因此可以通过热处理来提高零件的力学性能。该半固态压铸零件的最高抗拉强度、平均抗拉强度，平均屈服强度，平均伸长率和平均硬度HRB值比液态成形零件分别提高了60.10%、50.83%、41.52%、514.29%、12.41%。     

ZL101铝合金半固态微挤压流动性实验研究

从微塑性成形技术入手,结合半固态金属良好的成形性能,对半固态金属ZL101铝合金进行正挤压成形实验研究,探讨了半固态金属微成形流动性性能,分析比较了温度、挤出直径、工作带对金属流动性的影响.实验结果表明:微成形条件下,半固态成形可以大大降低挤压载荷;半固态微成形出现了类似尺度效应的现象;工作带越小,挤出长度越长.     

Semi-solid extrusion of aluminum alloy ZL116

The semi-solid forward-extruding feasibility of reheated ZL116 alloy cast by the near-liquidus semicontinuous casting process was studied by analyzing the microstructures and properties of forward-extruded bars. The results show that the microstructure of the ZL116 alloy billets cast by near-liquidus semi-continuous casting is mainly made up of homogeneous, fine global- or rosette-shaped grains. The microstructure of the billets, reheated and held at 575℃, contains stable and net-spherical grains which are suitable for semi-solid thixoforming. The semi-solid forward-extruded bars of the ZL116 alloy billet are facially smooth, microstructurally fine and homogeneous. Therefore the feasibility of semi-solid forward-extrusion of ZL116 alloy is thus excellent.     

Al-Mg-Si合金半固态触变成形研究

以水泵盖为目标零件,在自行建立的半固态触变成形试验线上使用A357合金和新开发的半固态专用铝合金Al-6Si-2Mg进行了半固态触变压铸试验研究.对这两种合金在半固态坯料制备、二次加热及半固态压铸中的显微组织及工艺性进行了比较.结果表明,Al-6Si-2Mg合金在触变成形过程中均表现出更好的工艺可控性,其半固态压铸件热处理后的性能为σb=335MPa,σs=305MPa,δ5=3%,强度高于A357,伸长率与铸态A357合金相当.试验最终获得了充型完好、性能优异、组织均匀的半固态压铸件.     

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。     

半固态ZL201合金触变压铸充型过程的模拟与验证

利用AnyCasting软件对半固态ZL201合金触变压铸充型过程进行研究,模拟了不同一级、二级快压射速度,以及不同速度转换位置条件下半固态浆料的流动状态,并通过试验进行了验证.结果表明,随着一级、二级快压射速度的增加,速度转换位置的前移,半固态浆料的流动状态从层流向紊流过渡.对于试验零件,当一级快压射速度为0.1 m/s,二级快压射速度为1 m/s,在充型60％时进行速度转换,能够生产出合格的铸件.     

低过热度浇注SiC_p/Gr/ZL101复合材料组织与性能研究

采用半固态搅拌、低过热度重力浇注的方法制备了SiCp/Gr颗粒复合增强ZL101铝基复合材料。通过显微组织观察、拉伸试验以及阻尼性能测试,研究了不同体积分数SiCp/Gr对铝基复合材料性能的影响。结果表明,通过半固态搅拌、低过热度重力铸造法,使ZL101合金中的初生相α-Al由枝晶形态变为蔷薇状,晶粒明显细化。随着SiCp体积分数的增加,复合材料的抗拉强度先升高后降低,伸长率逐渐下降,复合材料的最高抗拉强度达到191MPa,比ZL101合金提高了32%。SiCp与Gr的加入改善了ZL101合金的阻尼性能,复合材料的内耗值Q-1明显高于基体合金,并且随着SiCp体积分数的增加,复合材料内耗值Q-1逐渐提高。