【摘要】：本文以A380鋁合金為研究對象,系統(tǒng)研究了蛇形通道澆注工藝參數和Si含量對半固態(tài)A380鋁合金漿料組織的影響,并適度闡述了A380合金熔體在蛇形通道內的流動狀態(tài)、邊界層分布以及半固態(tài)漿料中初生a-Al晶粒的形成機制。在此基礎上,深入探討了流變壓鑄工藝參數對流變壓鑄充型性能和流變壓鑄拉伸試樣力學性能的影響,并制定了合理的流變壓鑄拉伸試樣熱處理工藝。結果表明： (1)降低澆注溫度、增加彎道數量或減小通道內徑均可提高半固態(tài)A380鋁合金漿料的品質,但凝固殼的質量比例增加。石墨質蛇形通道制備半固態(tài)A380鋁合金漿料最佳匹配工藝參數為：D20-S5型蛇形通道在630-650℃范圍澆注,漿料組織中初生a-Al晶粒平均直徑為48μm,形狀因子為0.81。銅質水冷蛇形通道制備半固態(tài)A380鋁合金漿料最佳匹配工藝參數為：D30-T4型蛇形通道在冷卻水流量為500L/h和澆注溫度范圍為630～650℃,漿料組織中初生α-Al晶粒平均直徑為47μm,形狀因子為0.86。A380鋁合金中Si含量較高時不宜采用蛇形通道制備半固態(tài)漿料,可采用銅質水冷蛇形通道在低澆注溫度或大冷卻水流量下制備優(yōu)質半固體漿料。 (2)透明蛇形通道模擬A380鋁合金熔體在蛇形通道內的流動狀態(tài)為層流和紊流相互交替。A380鋁合金熔體通過激冷形核和異質形核發(fā)生一次凝固,一部分自由晶直接生長為球晶,另一部分自由晶生長為樹枝晶。在紊流“白攪拌”下枝晶臂發(fā)生頸縮和熔斷向薔薇晶和近球晶演變。剩余液相在收集坩堝內發(fā)生二次凝固并在高固相率半固態(tài)漿料中成長為非枝晶。 (3)半固態(tài)A380鋁合金漿料的充型能力隨澆注溫度、壓射比壓和模具溫度的增加而增強,澆注溫度為650℃、模具溫度為200～250℃、靜置時間為Os和壓射比壓為105MPa時充型能力最強,螺旋形模具型腔全部充滿。隨靜置處理時間的延長而下降,靜置60s處理后充型能力最弱。 (4)壓射比壓、靜置時間和A380鋁合金中的Si含量對拉伸試樣的組織影響十分明顯,而澆注溫度和模具溫度對拉伸試樣的組織影響不大。拉伸試樣的力學性能隨澆注溫度降低、壓射比壓增大或模具溫度升高而增加,澆注溫度為650℃、模具溫度為200～220℃、靜置時間為Os和壓射比壓為105MPa時,拉伸試樣的抗拉強度為312MPa,對應延伸率為5.6%,顯微硬度為111HV。半固態(tài)漿料靜置處理后,拉伸試樣的力學性能先提高后降低。 (5)流變壓鑄拉伸試樣T6熱處理工藝為490℃+2h和165℃+48h,拉伸試樣經T6熱處理后最大抗拉強度為326MPa,對應延伸率為7.03%,顯微硬度為131HV。拉伸試樣的斷裂形式隨時效處理時間的延長由解理斷裂向韌性斷裂轉變。斷口處脆性斷裂面的析出物為富Fe相和富Mn相,嚴重降低拉伸試樣的力學性能。
[Abstract]:In this paper, the effects of pouring process parameters and Si content of serpentine channel on the microstructure of semi-solid A380 aluminum alloy slurry were systematically studied, and the flow state of A380 alloy melt in serpentine channel was described. Boundary layer distribution and the formation mechanism of primary a-Al grains in semisolid slurry. On this basis, the effect of rheological die casting process parameters on the filling properties and mechanical properties of rheological die casting tensile specimens is discussed, and a reasonable heat treatment process for rheological die casting tensile specimens is established. The results show that: (1) the quality of semi-solid A380 aluminum alloy slurry can be improved by decreasing pouring temperature, increasing the number of bends or reducing the inner diameter of the channel, but increasing the mass ratio of solidified shell. The optimum matching process parameters for the preparation of semi-solid A380 aluminum alloy slurry by graphite-serpentine channel are as follows: D20-S5 serpentine channel is casted at 630-650 鈩，

本文編號：2327803