【摘要】：本文以A380鋁合金為主要研究對(duì)象,研究了其在液態(tài)模鍛工藝下的組織性能變化規(guī)律,同時(shí)開發(fā)了利用該合金制備液鍛桿架類零件的技術(shù)方案。首先,對(duì)比不同比壓下A380組織性能,獲得最優(yōu)比壓值;對(duì)比不同稀土 Ce添加量下A380組織性能,獲得最優(yōu)添加量。其次,將獲得的最優(yōu)A380液鍛參數(shù)應(yīng)用于桿架類汽車零部件液鍛技術(shù)開發(fā),開展A380控制臂液鍛工藝方案設(shè)計(jì),以及控制臂液態(tài)模鍛模具設(shè)計(jì),形成了液鍛控制臂材料方案及工藝方案。通過不同比壓成型,探究比壓對(duì)于A380鋁合金的影響規(guī)律。結(jié)果表明:擠壓鑄造試件與重力鑄造試件相比,氣孔率減小、顯微組織細(xì)化、力學(xué)性能顯著提高。當(dāng)比壓在0-75 MPa范圍內(nèi)時(shí),隨著比壓的增加,一次枝晶臂尺寸、氣孔率得到大幅下降,共晶組織體積分?jǐn)?shù)增加,二次枝晶臂間距減小,針狀富鐵β-Al5FeSi相尺寸大幅度減小,有部分漢字狀a-Al8(Fe,Mn)3Si2相生成。當(dāng)壓力在75～100 MPa范圍內(nèi)壓力繼續(xù)增加對(duì)合金組織細(xì)化、第二相形貌改善和力學(xué)性能提高的作用不明顯。因此,最優(yōu)比壓值為75MPa,在該比壓下擠壓鑄造A380鋁合金的鑄態(tài)抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別比重力鑄造提高19%和65%。為進(jìn)一步改善其組織性能,在相同比壓下,探究稀土 Ce含量對(duì)液鍛A380合金的組織性能影響規(guī)律。結(jié)果表明:隨著Ce含量添加,晶粒尺寸減小,共晶Si從粗大的針狀轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小、斷續(xù)、彌散的短桿狀和粒狀,改善了粗大針狀Fe相形貌,使其向小尺度的纖維狀轉(zhuǎn)變,體積分?jǐn)?shù)也大幅下降。當(dāng)Ce元素添加量0.5%時(shí),會(huì)在晶界間形成針狀的稀土中間化合物Al8Cu4Ce。合金的布氏硬度、拉伸性能、沖擊韌性隨稀土含量的增加而有所改善,在0.5%時(shí)表現(xiàn)出最優(yōu)性能。以改進(jìn)的A380鋁合金制備紅旗轎車的某款控制臂零件——直柄-前懸架控制臂為對(duì)象,繪制了液鍛件圖紙,確定液鍛方式、關(guān)鍵位置的成型方式以及液鍛工藝參數(shù);結(jié)合工藝方案進(jìn)行相應(yīng)設(shè)備的功能機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),并給出技術(shù)設(shè)計(jì)。結(jié)合液鍛件、工藝、設(shè)備進(jìn)行液鍛模具設(shè)計(jì),包括模具整體結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵零部件、以及模具驗(yàn)證、充型模擬等工作。得到可用于生產(chǎn)的成套技術(shù)方案和液鍛設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)要求,為液鍛A380桿架類零件提供全面的技術(shù)支持。
【圖文】：

。Ｈ民Ｂ２５左右，細(xì)晶區(qū)硬度可達(dá)ＨＲＢ４０左右。韓國(guó)的ＫｙｕｈｏｎｇＬｅｅｌ３２峰人對(duì)比了逡逑低壓鑄造、鑄鍛工藝、擠壓鑄造成型的Ａ３５６合金的共晶Ｓｉ尺寸。研究發(fā)現(xiàn)擠壓逡逑鑄造成型的Ａ３５６合金共晶s瓿嘰繾釵感�，謸]校ソ校裕保徊⑶揖Я３呦感�；壤_煎義希保彼盡Ｃ爛窨翁庾槔枚淌比醯绱爬堪韜偷凸榷葈9注制備了半固態(tài)逡逑Ａ３５６侶合金漿料，并進(jìn)行流變擠壓鑄造實(shí)驗(yàn)。對(duì)比了比壓、斑鑄溫度、攬拌功率逡逑對(duì)Ａ３％半固態(tài)試樣顯微組織ａ－Ａｌ相的影響。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)比壓＾３４Ｍ化，濤鑄溫逡逑度６３０－６５（ＴＣ，攬拌功率１．２７ｋＷ時(shí)，可Ｗ獲得離質(zhì)量的擠壓鑄件，ａ－Ａｌ相程球逡逑狀；經(jīng)過Ｔ６處理抗拉強(qiáng)度３００－３２０邋ＭＰａ，伸長(zhǎng)率為１１％￣１５％。蔣凱雁ＩＷ等針對(duì)逡逑Ａ３５６錯(cuò)合金鑄件局部補(bǔ)壓偏析及偏析組織進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)Ａ３％擠壓鑄造逡逑局部補(bǔ)壓時(shí)在擠壓沖頭周圍的鑄件內(nèi)產(chǎn)生同也的環(huán)形斑，，這是一種Ｓｉ含量高于基逡逑體的宏觀偏析，偏析組織Ｗ共晶體為主。鑄件局部補(bǔ)壓產(chǎn)生的環(huán)形斑是糊狀凝固逡逑中的液相沿補(bǔ)壓沖頭反向流動(dòng)的結(jié)果。Ｐｕ－ｙｕｎ邋ＤＯＮＧｌｗｉ等人探索了擠壓鑄造比壓逡逑對(duì)于Ａ３５６為基體，添加１０％ＳｉＣ的復(fù)合材料的組織性能。壓力作用下，有效的逡逑減小了顆�？紫堵�，細(xì)化了晶粒，更提高了復(fù)合材料的硬度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。逡逑

２N２試樣的制備逡逑利用半固態(tài)成形實(shí)驗(yàn)室的ＴＨＰ１６－２００Ａ型四柱立式液態(tài)模鍛機(jī)進(jìn)行液態(tài)模鍛逡逑實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備及模具如圖２－１巧示。模具預(yù)熱溫度為２５０±５１Ｃ，擠壓比壓分別為逡逑ＯＭＰａ、２５ＭＰａ、５０ＭＰａ、７５ＭＰａ邋和邋ｌＯＯＭＰａ，擠壓速度為邋０．３ｍ／ｓ，保壓時(shí)間為邋３０邋ｓ．逡逑每次巧鑄量２．５７ＫＧ，獲得５件尺寸為１８０ｍｍｘ４０ｍｍｘ４０邋ｍｍ的試件毛巧，其中比逡逑壓為ＯＭＰａ的試件實(shí)質(zhì)上是金屬型重力鑄造件，Ｗ便于液態(tài)模鍛件進(jìn)行對(duì)比，為了逡逑保證試件能巧代表金屬型重力鑄造的水平，采用了大冒口補(bǔ)縮？各種試件沿中也逡逑紛剖面切開，分為Ａ、Ｂ兩部分，均按圖２－２巧示取樣方案在典型位置截取低倍組逡逑織試樣、顯微組織分析試樣、拉伸試樣Ｗ及沖巧巧性試樣。逡逑１５逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG319

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2572929