本文關(guān)鍵詞：7000系鋁合金流變擠壓鑄造工藝及數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京有色金屬研究總院》 2014年

7000系鋁合金流變擠壓鑄造工藝及數(shù)值模擬研究

徐蕾  

【摘要】：隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展,環(huán)境與能源的矛盾問題越來越引起了人們的廣泛關(guān)注。對于交通運載工具來說,節(jié)能、環(huán)保就擺在突出的位置上,實現(xiàn)節(jié)能降耗的重要手段之一是實現(xiàn)構(gòu)件的輕量化。特別對于國防軍工行業(yè),在不影響強度等性能的條件下,降低構(gòu)件的重量,可以大幅提高武器裝備的承載能力和機動性,輕量化的重要性更是不言而喻。鋁合金中7000系合金具有最高的強度,是最接近鋼鐵強度的鋁合金,被認為實現(xiàn)以鋁代鋼的首選材料。但是7000系鋁合金是變形鋁合金,需要通過熔煉、鑄坯、熱加工、機加等工序才能完成構(gòu)件的制造,并達到所需的使用性能。這樣的工藝過程流程長,不僅成本高,生產(chǎn)效率低,材料利用率也低,而且能源消耗高,在一定程度上限制著該合金的推廣應(yīng)用。 開發(fā)短流程、近終成形的7000系鋁合金流變擠壓鑄造新技術(shù)正成為金屬凝固成型領(lǐng)域的研究重點。但是由于7000系高強鋁合金合金化程度比較高,而且合金元素之間的比重差別比較大,鑄造過程極易產(chǎn)生組織與成份不均勻、熱裂等冶金缺陷,采用普通鑄造工藝很難直接成形質(zhì)量良好的構(gòu)件,因此,如何實現(xiàn)7000系鋁合金流變成型過程對凝固缺陷的精確控制將至關(guān)重要。 本論文基于課題組開發(fā)的環(huán)縫式電磁攪拌熔體處理技術(shù),建立了7000系高強鋁合金流變擠壓鑄造的計算模型,采用數(shù)值模擬和實驗相結(jié)合的方法,研究了7000系高強鋁合金流變擠壓鑄造工藝,優(yōu)化了工藝參數(shù),并且該項技術(shù)在大尺寸高性能鋁合金鑄件上獲得了初步應(yīng)用,具體研究結(jié)果如下：(1)針對流變擠壓鑄造數(shù)值模擬對現(xiàn)有的模型進行對比選擇和優(yōu)化,并基于ProCAST軟件自帶的材料計算模塊,結(jié)合實驗,得出符合7000系鋁合金流變擠壓鑄造數(shù)值模擬的參數(shù)；(2)利用自行設(shè)計的殼體縮比件,揭示出流變擠壓鑄造工藝對鑄造缺陷的影響規(guī)律,通過正交實驗方案研究,獲得最佳流變擠壓鑄造工藝參數(shù)：環(huán)縫式電磁攪拌10A電流,攪拌終止溫度670-660℃,擠壓鑄造開始時熔體溫度660℃,擠壓鑄造比壓100MPa,模具溫度200℃,擠壓速度為0.1m/s；(3)基于高強鋁合金均勻化熔體處理及流變擠壓鑄造理論基礎(chǔ),對20kg以上的大尺寸高強鋁合金殼體鑄件進行應(yīng)用研究,收到良好的應(yīng)用效果。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：北京有色金屬研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TG292
【目錄】：

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