【摘要】：隨著對(duì)電源要求的不斷提高,尋找較好的電極材料成為電極研究者研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。鎂合金具有較低的密度、較高的電化學(xué)活性、較負(fù)的電極電位和較高的能量密度等優(yōu)點(diǎn)。本文從鎂合金成型方法入手。首先,通過(guò)數(shù)值模擬軟件Pro Cast對(duì)鎂合金液態(tài)模鍛的凝固過(guò)程進(jìn)行仿真。對(duì)不同工藝參數(shù)下AZ31鎂合金液態(tài)模鍛進(jìn)行對(duì)比分析,對(duì)液態(tài)模鍛壓力、澆注溫度和模具預(yù)熱溫度三項(xiàng)工藝參數(shù)使用單一變量進(jìn)行液態(tài)模鍛進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得出最優(yōu)參數(shù)。然后,使用鎂合金熔煉爐和通用液壓機(jī)對(duì)仿真得出參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。最后,使用金相顯微鏡和電化學(xué)工作站對(duì)液鍛態(tài)AZ31鎂合金電極與鑄態(tài)AZ31鎂合金電極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比,結(jié)果表明,液鍛態(tài)AZ31鎂合金晶粒得到細(xì)化,電化學(xué)性能也有了一定程度的提高。主要得出以下結(jié)論;(1)通過(guò)對(duì)不同壓力下的鎂合金液態(tài)模鍛仿真分析發(fā)現(xiàn),隨著壓力的增大,鎂合金液鍛件的縮孔縮松范圍不斷減小,當(dāng)壓力到達(dá)70Mpa時(shí)缺陷消失。因此在壓力在60Mpa到70Mpa之間比較合理。通過(guò)對(duì)不同模具預(yù)熱溫度時(shí)鎂合金液態(tài)模鍛仿真模擬,發(fā)現(xiàn)在模具預(yù)熱溫度較低時(shí)(100℃時(shí)),液鍛件產(chǎn)生了明顯的熱應(yīng)力集中的現(xiàn)象,當(dāng)模具預(yù)熱溫度在200℃的時(shí)候較大的熱應(yīng)力基本消失。模具預(yù)熱溫度在250℃和300℃時(shí)同樣沒(méi)有出現(xiàn)較大熱應(yīng)力的聚集,因此,模具預(yù)熱溫度在200℃到250℃時(shí)比較合適。通過(guò)對(duì)不同鎂合金液的澆注溫度下鎂合金液態(tài)模鍛的仿真模擬,在澆注溫度為640℃時(shí)鎂合金液鍛件熱裂顯示器顯示邊緣產(chǎn)生熱裂。當(dāng)澆注溫度為680℃時(shí)熱裂顯示消失,澆注溫度為700℃時(shí)同樣沒(méi)有顯示出現(xiàn)熱裂顯示,因此鎂合金的澆注溫度在680℃時(shí)較為合理。(2)通過(guò)AZ31鎂合金液態(tài)模鍛實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了使用仿真數(shù)值分析推薦工藝參數(shù)鎂合金AZ31液態(tài)模鍛件沒(méi)有產(chǎn)生明顯缺陷,證明了仿真結(jié)果的正確性。(3)通過(guò)金相顯微鏡對(duì)鑄態(tài)AZ31和液鍛態(tài)AZ31組織進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)液鍛態(tài)AZ31相比鑄態(tài)AZ31晶粒得到細(xì)化。(4)使用電化學(xué)工作站進(jìn)行對(duì)鑄態(tài)和液鍛態(tài)AZ31使用Tafel極化曲線和線性掃描法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),液鍛態(tài)AZ31電極電位更負(fù)且耐腐蝕性能更好,且電流放電比較穩(wěn)定。
【圖文】：

注直接進(jìn)入型腔，壓力則通過(guò)沖頭平穩(wěn)地施加在金屬液面上，金屬液獲得并保持等靜壓，因此金屬組織致密均勻，晶粒細(xì)化。而同模鍛相比較，兩者都是在施加壓力下成形。但是模鍛是通過(guò)壓力作用使固態(tài)金屬材料發(fā)生塑性變形而獲得零件，所獲鑄件為變形的組織，，而液態(tài)模鍛則是在壓力的作用下金屬液流動(dòng)充滿型腔，在成形過(guò)程中只有少量的塑性變形發(fā)生，因此該方法所獲得的鑄件為鑄態(tài)組織。除此之外，對(duì)于形狀比較復(fù)雜多變的制件，模鍛的過(guò)程一個(gè)型腔不能夠完成，而液態(tài)模鍛可以。1.3.2 鎂合金液態(tài)模鍛成型流程及其特點(diǎn)鎂合金液態(tài)模鍛過(guò)程，首先是將熔煉爐中的鎂合金液澆注到液態(tài)模鍛專用的模具中，然后模具上模在壓力機(jī)的驅(qū)動(dòng)下對(duì)下模具中的液態(tài)鎂合金進(jìn)行施壓，鎂合金在壓力的作用下迅速凝固成型，成型結(jié)束后頂出液鍛件，完成鎂合金液態(tài)模鍛流程[10-15]。流程示意圖如圖 1 所示：

河南工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文度和溫度差，從而驅(qū)動(dòng)鎂合金液的自然流動(dòng)，如下圖 b 所示。當(dāng)鎂合金液態(tài)模鍛上模沖頭向下擠壓鎂合金液時(shí)，使液態(tài)鎂合金液相上模運(yùn)動(dòng)方向相反的方向流動(dòng)。這個(gè)過(guò)程就是鎂合金液態(tài)模鍛時(shí)金屬液液上模的反向流動(dòng)。如下圖 c 所示。在液態(tài)模鍛保壓階段，凝固過(guò)程在壓力下進(jìn)行補(bǔ)縮，驅(qū)動(dòng)金屬液變形流動(dòng)，這就是 d示意圖中顯示的合金液向下回流。
【學(xué)位授予單位】：河南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG319

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本文編號(hào)：2706698