本文關(guān)鍵詞：半固態(tài)ZL101鋁合金制備及擠壓鑄造工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：金屬半固態(tài)成形具有流程短、產(chǎn)品性能好等優(yōu)點,有廣闊的應(yīng)用前景,但是,目前我國半固態(tài)成形技術(shù)處于起步階段,半固態(tài)成形工藝尚未成熟,商業(yè)化應(yīng)用較少。本文研究了蛇形通道工藝對半固態(tài)坯料組織演變規(guī)律的影響,探索觸變成形工藝,為半固態(tài)ZL101鋁合金成形技術(shù)的深入研究提供了依據(jù)。本文以澆注溫度、蛇形彎道數(shù)量、模具溫度、澆注速度作為半固態(tài)坯料制備工藝參數(shù),系統(tǒng)研究了其對ZL101鋁合金初生α-Al晶粒大小和形貌的影響。研究結(jié)果表明,澆注溫度為650℃及以下時,可以獲得初生α-Al晶粒形貌良好的坯料。隨著彎道數(shù)量的增加,初生α-Al晶粒尺寸不斷降低,形狀因子不斷提高。當澆注溫度為630℃,彎道數(shù)量為5時,初生α-Al的晶粒尺寸為55μm,形狀因子達到0.72。提高模具溫度,降低澆注溫度,同樣可以獲得性能優(yōu)良的半固態(tài)坯料,同時,降低了工藝的控制難度,通道不易堵塞,提高了生產(chǎn)效率。澆注速度也會影響坯料質(zhì)量,澆注速度較高,增加氣體卷入的可能性,降低坯料的致密度;降低澆注速度,坯料與空氣接觸面積增加,使坯料氧化增多,澆注速度控制在0.5kg/s及以下。半固態(tài)坯料的制備是半固態(tài)成形的第一步,也是半固態(tài)成形的關(guān)鍵,坯料的質(zhì)量關(guān)乎成形性,影響成形件的性能。觸變成形工藝對成形件的組織與性能有很大影響,本文研究了擠壓比壓、模具溫度、二次加熱工藝對鑄件組織與性能的影響。研究結(jié)果表明,采用電阻爐加熱坯料,可以滿足成形性,晶粒尺寸較大,不利于鑄件強度的提高,二次加熱適宜采用加熱效率較高的高頻爐等。模具溫度和擠壓比壓對鑄件的力學性能有較大影響,當擠壓比壓為200MPa、模具溫度為200℃時,可以獲得力學性能優(yōu)良的鑄件,鑄件的抗拉強度和伸長率分別達到223MPa、7.8%。通過T6熱處理,鑄件的抗拉強度和伸長率顯著提高,鑄件的抗拉強度達到260MPa,伸長率達到11.2%。鑄件的抗拉強度提高12%以上,伸長率提高了20%以上。
【關(guān)鍵詞】：半固態(tài)成形 觸變成形 ZL101 顯微組織 力學性能
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG249.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 1 緒論11-20
• 1.1 半固態(tài)金屬成形技術(shù)11-12
• 1.1.1 半固態(tài)金屬成形技術(shù)簡介11
• 1.1.2 半固態(tài)金屬成形技術(shù)的分類11-12
• 1.2 半固態(tài)金屬的觸變擠壓鑄造成形12-13
• 1.3 半固態(tài)金屬漿料制備方法13-16
• 1.3.1 機械攪拌法13-14
• 1.3.2 電磁攪拌法14-15
• 1.3.3 化學晶粒細化法15
• 1.3.4 應(yīng)變誘導(dǎo)熔體活化法15
• 1.3.5 液相線鑄造法15-16
• 1.3.6 傾斜板澆注法16
• 1.4 半固態(tài)成形金屬的形成機理16-18
• 1.5 半固態(tài)成形國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.6 本論文研究的意義和內(nèi)容19-20
• 1.6.1 研究意義19
• 1.6.2 課題內(nèi)容19-20
• 2 試驗材料、設(shè)備及方法20-29
• 2.1 試驗材料20-21
• 2.1.1 合金的選擇20
• 2.1.2 精煉劑與變質(zhì)劑20-21
• 2.1.3 涂料21
• 2.2 試驗設(shè)備21
• 2.3 試驗過程及方法21-24
• 2.3.1 熔化、精煉、變質(zhì)21-22
• 2.3.2 半固態(tài)ZL101鋁合金坯料的制備22-24
• 2.3.3 二次加熱24
• 2.4 半固態(tài)ZL101鋁合金觸變擠壓鑄造24
• 2.5 熱處理24-25
• 2.6 成分及微觀組織分析25-28
• 2.6.1 光學顯微組織觀察（OM）25-26
• 2.6.2 掃描電子顯微鏡分析（SEM）26-27
• 2.6.3 差示掃描量熱分析（DSC）27
• 2.6.4 成分分析27
• 2.6.5 力學性能試驗27-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 3 蛇形通道工藝對半固態(tài)ZL101鋁合金組織的影響29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 試驗方案及流程29-30
• 3.2.1 試驗方案29-30
• 3.2.2 試驗流程30
• 3.3 試驗結(jié)果及分析30-40
• 3.3.1 澆注溫度對半固態(tài)ZL101鋁合金組織的影響32-34
• 3.3.2 彎道數(shù)量對半固態(tài)ZL101鋁合金組織的影響34-37
• 3.3.3 蛇形通道模具溫度對半固態(tài)ZL101鋁合金組織的影響37
• 3.3.4 澆注速度對半固態(tài)ZL101鋁合金組織的影響37-39
• 3.3.5 蛇形通道內(nèi)不同位置的半固態(tài)ZL101鋁合金組織39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 4 半固態(tài)擠壓鑄造組織與性能研究42-59
• 4.1 引言42
• 4.2 二次加熱42-45
• 4.2.1 二次加熱工藝的選定42
• 4.2.2 二次加熱組織分析42-43
• 4.2.3 半固態(tài)坯料二次加熱組織轉(zhuǎn)變規(guī)律及機理43-45
• 4.3 半固態(tài)擠壓鑄造45-46
• 4.3.1 擠壓比壓的制定45-46
• 4.3.2 模具溫度的制定46
• 4.3.3 試驗方案及流程46
• 4.4 試驗結(jié)果與分析46-54
• 4.4.1 成型件表面質(zhì)量分析46-47
• 4.4.2 擠壓比壓對半固態(tài)擠壓鑄件組織的影響47-48
• 4.4.3 模具溫度對半固態(tài)擠壓鑄件組織的影響48-50
• 4.4.4 擠壓比壓對鑄件力學性能的影響50-52
• 4.4.5 模具溫度對鑄件力學性能的影響52-54
• 4.5 熱處理對半固態(tài)擠壓鑄件組織與性能的研究54-57
• 4.5.1 熱處理對半固態(tài)擠壓鑄件組織的影響54-55
• 4.5.2 熱處理對半固態(tài)擠壓力學性能的影響55-57
• 4.6 本章小結(jié)57-59
• 5 擠壓鑄造組織與性能研究59-66
• 5.1 引言59
• 5.2 試驗方法59-60
• 5.2.1 金屬熔體質(zhì)量控制59
• 5.2.2 試驗方案及流程59-60
• 5.3 試驗結(jié)果及分析60-65
• 5.3.1 擠壓比壓對擠壓鑄件組織的影響60-62
• 5.3.2 擠壓比壓對擠壓鑄件力學性能的影響62
• 5.3.3 拉伸斷口形貌分析62-64
• 5.3.4 液態(tài)成形件與半固態(tài)成形件力學性能對比64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻67-74
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果74-75
• 致謝75-76

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