實(shí)現(xiàn)“以鋁代鋼”從而達(dá)到汽車輕量化已經(jīng)成為汽車行業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。半固態(tài)成形技術(shù)憑借能夠顯著地球化細(xì)化鋁合金晶粒、提高鋁合金的鑄造性能和可熱處理強(qiáng)化等特點(diǎn),逐漸成為實(shí)現(xiàn)汽車“以鋁代鋼”輕量化的一種技術(shù)。然而在目前的鋁合金半固態(tài)成形的實(shí)際生產(chǎn)中,仍存在大量的鑄造缺陷,由于缺乏對(duì)這些缺陷的系統(tǒng)地分析統(tǒng)計(jì),導(dǎo)致加長(zhǎng)了研發(fā)周期、提高了生產(chǎn)成本等。本論文主要研究了鋁硅合金在半固態(tài)壓鑄過(guò)程中,工藝參數(shù)對(duì)兩類典型的半固態(tài)鑄造缺陷——縮孔縮松缺陷和固液偏析缺陷的影響,得出了不同工藝參數(shù)對(duì)兩類缺陷的影響規(guī)律。這對(duì)今后在類似厚壁產(chǎn)品的實(shí)際研發(fā)及生產(chǎn)過(guò)程中有著重大的指導(dǎo)意義。主要研究成果如下:縮孔縮松缺陷的主要影響因素為:增壓壓力、料柄厚度以及模具溫度。在一定范圍內(nèi),隨著增壓壓力的提高、料柄厚度的增大、模具溫度的提升,縮孔縮松缺陷面積逐漸減少。當(dāng)增壓壓力穩(wěn)定在1000bar時(shí),料柄厚度保持在68mm時(shí),模具溫度保持在230℃時(shí),可以連續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)出無(wú)縮孔縮松缺陷的鑄件。厚壁產(chǎn)品中的固液偏析包括徑向固液偏析和軸向固液偏析。徑向偏析表現(xiàn)為在徑向上,從邊部到心部的液相變化規(guī)律為先顯著降低然后略微波動(dòng),最終在心... 

【文章來(lái)源】：北京有色金屬研究總院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３?ＳＥＥＤ法制備的合金組織??１．２．３半固態(tài)成形技術(shù)優(yōu)點(diǎn)??半固態(tài)成形由于其半固態(tài)漿料的特點(diǎn)，相對(duì)于其他鑄造方式擁有以下幾個(gè)天然的??

縮??的過(guò)程中收縮量更小，再加上壓鑄等工藝中的補(bǔ)縮措施，能夠有效地避免由于凝固收??縮而引起的縮孔縮松等缺陷［４７］。??（３）相對(duì)于傳統(tǒng)的液態(tài)壓鑄，半固態(tài)壓鑄的產(chǎn)品內(nèi)部氣孔含量較低甚至不含氣孔，??在此基礎(chǔ)上半固態(tài)壓鑄的產(chǎn)品可以經(jīng)過(guò)熱處理強(qiáng)化提高其力學(xué)性能。??１＊３半固態(tài)壓鑄成形缺陷＿??隨著半固態(tài)理論研究的不斷深入、半固態(tài)成型技術(shù)的不斷推廣，半固態(tài)壓鑄產(chǎn)品??也在不斷開(kāi)發(fā)，種類越來(lái)越多。目前半固態(tài)壓鑄產(chǎn)品可定義為三大類：（１）厚壁產(chǎn)品，??其厚度為ｌ〇ｍｍ以上。如卡鉗等，如圖１．４（ａ），其厚度最高可達(dá)４０ｍｍ；?（２）薄壁產(chǎn)品，??其厚度為５ｍｍ以下。如減震塔等，如圖１．４（ｂ），其最薄的部分大約為４ｍｍ左右；（３）??中壁產(chǎn)品，其厚度為５ｍｍ－１０ｍｍ，如左中支架等，如圖１．４（ｃ）；不同類型產(chǎn)品中，產(chǎn)??生的典型缺陷具有一定的規(guī)律性，缺陷產(chǎn)生的類型及原因也不盡相同。在已有生產(chǎn)實(shí)??驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)大量的觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：（１）在厚壁產(chǎn)品中，由于某些部位厚大，在充??型過(guò)程中很容易產(chǎn)生補(bǔ)縮不完全從而產(chǎn)生縮孔縮松缺陷，如圖１．５（ｂ）該類型的產(chǎn)品中??也容易在某些特征部位產(chǎn)生固液偏析缺陷如圖１．５（ａ）；?（２）在薄壁件中，如減震塔，由??于產(chǎn)品大而薄的特性，為了在澆注過(guò)程中的充型完整，通常在壓鑄過(guò)程中加快沖頭的??速度。這樣的話雖然避免產(chǎn)生了充型不良的缺陷，但會(huì)導(dǎo)致漿料流動(dòng)前沿穩(wěn)定性降低，??產(chǎn)生湍流，進(jìn)而產(chǎn)生其他缺陷，例如流動(dòng)失穩(wěn)等，如圖１．５（ｃ）；?（３）在中壁產(chǎn)品中，其??厚度介于薄壁和厚壁之間，充型過(guò)程基本保持中低速就可以達(dá)到充型完整的效果。但??由于其具有某些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，也容易在一些部位，如直角拐彎處

?１緒論???ｉｉｗ??圖１．５不同類型半固態(tài)壓鑄產(chǎn)品中的典型缺陷：??（ａ）卡鉗中的固液偏析缺陷；（ｂ）卡鉗中的縮孔縮松缺陷；??（ｃ）減震塔中流動(dòng)失穩(wěn)缺陷；（ｄ）左中支架中卷氣缺陷；??１．４縮孔縮纖陷研宄現(xiàn)狀??１．４．１縮孔縮松簡(jiǎn)介??在半固態(tài)厚壁產(chǎn)品的缺陷分析中，縮孔縮松是被重點(diǎn)研宄的典型缺陷。在鑄造過(guò)??程中，如果模具設(shè)計(jì)不當(dāng)，則會(huì)出現(xiàn)某區(qū)域金屬比周圍金屬凝固緩慢的局部區(qū)域，稱??該區(qū)域?yàn)椤盁峁?jié)”?［５９］。隨著凝固的進(jìn)行，熱節(jié)區(qū)域會(huì)凝固最慢，導(dǎo)致周圍金屬凝固??后，該區(qū)域再凝固收縮時(shí)不能進(jìn)行補(bǔ)縮，最終容易在該位置形成縮孔缺陷，因此在鑄??造中補(bǔ)縮尤為重要［６Ｇ］，一些學(xué)者也在模具設(shè)計(jì)中把熱節(jié)位置作為主要的研究對(duì)象進(jìn)??行研究。在鑄造合金中，Ｓｉ元素在凝固時(shí)會(huì)膨脹，因此鋁硅合金具有良好的充型性和??補(bǔ)縮性［６｜］，故半固態(tài)鑄造中最常用的就是以３１９ｓ等為主的鋁硅合金�？s孔縮松缺陷??金相顯微鏡下觀察如圖１．６所示，ＳＥＭ掃描分析如圖１．７所示。??圓??圖１．６?３１９Ｓ合金半固態(tài)成形中的縮孔缺陷??５??

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3430435