本文關(guān)鍵詞：ZCuSn10合金流變擠壓組織及性能研究

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【摘要】：錫青銅具有良好的耐腐蝕、高強(qiáng)度和耐磨性能,因而被市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用于軸承軸套、水龍頭開關(guān)、高壓閥門等領(lǐng)域,但該合金鑄造成形存在熔煉溫度高、模具壽命短、成分偏析等問題,因此需開發(fā)新的成形技術(shù)。半固態(tài)成形具有工藝流程短,能耗低,設(shè)備投資少,可節(jié)約成本等優(yōu)勢(shì),因此開展錫青銅半固態(tài)成形具有意義和應(yīng)用價(jià)值。本文以ZCuSn10錫青銅為研究對(duì)象,利用流變成形技術(shù),通過冷軋-重熔方法制備流變漿料,研究保溫溫度、保溫時(shí)間及軋制預(yù)變形量等制漿工藝參數(shù)和擠壓力、擠壓速度及模具結(jié)構(gòu)等擠壓工藝參數(shù)對(duì)半固態(tài)ZCuSn10合金擠壓組織的影響,同時(shí)通過金相顯微鏡(OM)、布氏硬度計(jì)、掃描電鏡(SEM)和拉伸試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備,對(duì)流變擠壓鑄件組織和性能進(jìn)行分析,探討ZCuSn10合金充型流動(dòng)變形機(jī)理和抗拉性能的變化規(guī)律。本文的主要研究?jī)?nèi)容及研究結(jié)果如下：(1)不同的制漿工藝參數(shù),得到的ZCuSn10合金擠壓組織差異大；這主要表現(xiàn)在擠壓組織液相率和固相晶粒尺寸及其圓整度不同等,經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究證明得出：加熱920℃,保溫90min,軋制變形量17%可得到表面光潔、缺陷較少的擠壓鑄件,其微觀組織圓整度好,顆粒細(xì)小,固液兩相分布均勻,表明ZCuSn10合金具有良好的流變擠壓成形性。(2)不同的擠壓工藝參數(shù),ZCuSn10合金流動(dòng)充型變形機(jī)理不同,最終使擠壓微觀組織差異大；經(jīng)試驗(yàn)研究證明得出：擠壓力120T,擠壓速率15mm/s,簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)模具條件下擠壓鑄件組織較均勻,顆粒較細(xì)��；復(fù)雜結(jié)構(gòu)模具中間部位直徑為φ25mm的擠壓鑄件組織也相對(duì)均勻,但相比簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)模具擠壓鑄件組織要差。通過分析其充型流動(dòng)變形機(jī)理可知,這是由于簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)模具漿料在充型過程中各部分受力均勻,固液兩相協(xié)同流動(dòng),因而得到的組織較均勻。經(jīng)壓頭直徑為φ2.5mm的布氏硬度計(jì)測(cè)試：典型部位(a)液態(tài)澆注銅合金零件硬度為107.6HBW,液態(tài)擠壓銅合金零件硬度為110 HBW,表明經(jīng)過擠壓后,鑄態(tài)ZCuSn10合金硬度提高；液態(tài)擠壓銅合金零件、擠壓半固態(tài)簡(jiǎn)單圓盤銅合金零件和擠壓半固態(tài)復(fù)雜銅合金零件典型部位a、b、c布硬度分別為110 HBW、114HBW、112HBW和145.8HBW、148 HBW、146 HBW 和 125.4 HBW、132 HBW、115 HBW。(3)分析了液態(tài)擠壓鑄態(tài)、重熔半固態(tài)和熱處理前后擠壓半固態(tài)組織及抗拉性能；結(jié)果顯示：液態(tài)擠壓鑄態(tài)抗拉強(qiáng)度為317.4MPa,延伸率為15.8%,重熔半固態(tài)抗拉強(qiáng)度為328.1MPa,延伸率為16%；擠壓半固態(tài)由于鑄造充型過程組織不均,性能差異較大；熱處理后,通過α相和α+δ相中Sn含量的改變,使擠壓組織得到明顯改善,性能提高,其中熱處理加熱690℃保溫100min后空冷的ZCuSn10合金擠壓組織改善較好,其抗拉強(qiáng)度由原始各部位強(qiáng)度不均勻趨向于均勻,最終抗拉強(qiáng)度為344.5MPa,延伸率為17.7%。
【關(guān)鍵詞】：ZCuSn10合金 流變擠壓 組織 性能
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.11
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 研究背景11
• 1.2 半固態(tài)成形技術(shù)11-13
• 1.2.1 半固態(tài)成形特點(diǎn)11-12
• 1.2.2 半固態(tài)成形分類12-13
• 1.3 流變成形研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 單螺旋機(jī)械攪拌式流變成形14
• 1.3.2 雙螺旋機(jī)械攪拌式流變成形14-15
• 1.3.3 低過熱度傾斜板澆注式流變成形15-16
• 1.3.4 低過熱度澆注和弱機(jī)械攪拌式流變成形16-17
• 1.3.5 流變軋制成形17-18
• 1.3.6 半固態(tài)連續(xù)擠壓擴(kuò)展成形18
• 1.4 銅及銅合金半固態(tài)研究現(xiàn)狀18-21
• 1.5 本論文的研究意義及現(xiàn)狀21-25
• 1.5.1 研究意義21-22
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容22-25
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法及內(nèi)容25-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方法25-29
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料25
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備25-28
• 2.1.3 技術(shù)路線28-29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容29-33
• 2.2.1 流變漿料制備29
• 2.2.2 流變擠壓成形29-30
• 2.2.3 熱處理工藝30
• 2.2.4 力學(xué)性能表征30-33
• 第三章 制漿工藝參數(shù)對(duì)流變擠壓銅合金組織的影響規(guī)律33-47
• 3.1 鑄態(tài)銅合金鑄件及其微觀組織33-35
• 3.2 保溫溫度對(duì)流變擠壓銅合金鑄件的影響規(guī)律35-38
• 3.3 保溫溫度對(duì)流變擠壓銅合金半固態(tài)組織的影響規(guī)律38-42
• 3.4 保溫時(shí)間對(duì)流變擠壓銅合金組織的影響規(guī)律42-43
• 3.5 預(yù)變形量對(duì)流變擠壓銅合金組織的影響規(guī)律43-45
• 3.6 本章小結(jié)45-47
• 第四章 擠壓工藝參數(shù)對(duì)流變擠壓銅合金組織的影響規(guī)律47-61
• 4.1 擠壓力對(duì)流變擠壓銅合金組織的影響規(guī)律47-48
• 4.2 擠壓速率對(duì)流變擠壓銅合金組織的影響規(guī)律48-50
• 4.3 模具結(jié)構(gòu)對(duì)流變擠壓銅合金組織的影響規(guī)律50-51
• 4.4 流變擠壓過程中銅合金半固態(tài)坯料變形機(jī)制的分析51-58
• 4.5 本章小結(jié)58-61
• 第五章 熱處理工藝對(duì)擠壓半固態(tài)銅合金組織及性能影響規(guī)律61-71
• 5.1 熱處理工藝對(duì)擠壓半固態(tài)銅合金組織的影響規(guī)律61-67
• 5.1.1 熱處理溫度對(duì)擠壓半固態(tài)銅合金組織的影響規(guī)律61-62
• 5.1.2 熱處理保溫時(shí)間對(duì)擠壓半固態(tài)銅合金組織的影響規(guī)律62-63
• 5.1.3 熱處理冷卻方式對(duì)擠壓半固態(tài)銅合金組織的影響規(guī)律63-64
• 5.1.4 熱處理工藝影響擠壓半固態(tài)銅合金組織機(jī)理分析64-67
• 5.2 銅合金半固態(tài)力學(xué)性能特征67-70
• 5.2.1 鑄態(tài)及半固態(tài)銅合金力學(xué)性能67-68
• 5.2.2 拉伸斷口分析68-70
• 5.3 本章小結(jié)70-71
• 第六章 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 結(jié)論71
• 6.2 展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-79
• 附錄 攻讀碩士期間研究成果目錄79

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

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6 陳體軍,郝遠(yuǎn);金屬的半固態(tài)成形技術(shù)與應(yīng)用[J];鑄造;2001年11期

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本文編號(hào)：1020783