【摘要】：Al-Si合金因其優(yōu)良的鑄造性能、低熱膨脹系數(shù)、高比強度等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于汽車制造、航空航天、軍工等領(lǐng)域。但Al-Si合金傳統(tǒng)鑄造易產(chǎn)生組織粗大,鑄件內(nèi)部孔洞等缺陷,使其很難通過傳統(tǒng)鑄造生產(chǎn)高使用性能的鑄件。半固態(tài)成形技術(shù)可以控制這些傳統(tǒng)鑄造缺陷,是一種近凈成形的加工方法。本文以ZL114A鋁合金為研究對象,系統(tǒng)的研究了該合金流變成形中的半固態(tài)漿料制備和壓鑄成形的工藝及變化規(guī)律。本試驗使用EMS-05SM型可控溫電磁攪拌爐進行半固態(tài)漿料制備,研究了澆注溫度,電磁攪拌時間和電磁攪拌功率三個電磁攪拌工藝參數(shù)對ZL114A鋁合金半固態(tài)漿料組織及其徑向均勻性的影響。結(jié)果表明:隨著澆注溫度降低,半固態(tài)漿料組織初生晶粒平均等效直徑一直增大,平均形狀因子先增大后小幅減小;隨著電磁攪拌時間增加,平均等效直徑先減小后趨于平緩,形狀因子先增大后趨于平緩;隨著電磁攪拌功率增加,平均等效直徑減小,形狀因子先增大后趨于平緩。在澆注溫度608℃時,電磁攪拌時間40s和電磁攪拌功率4kW,及坩堝徑向0.5R取樣位置處,ZL114A鋁合金半固態(tài)漿料質(zhì)量最佳,均勻性最好,所得半固態(tài)漿料組織初生晶粒平均等效直徑為74μm,形狀因子為0.46,變異系數(shù)分別為1.02%和0.83%。本文通過對電磁攪拌和未電磁攪拌兩種條件下制備的ZL114A鋁合金半固態(tài)漿料進行流變壓鑄,研究了澆注溫度和壓射速度兩個壓鑄工藝參數(shù)和電磁攪拌對流變壓鑄件微觀組織、孔洞缺陷和力學(xué)性能的影響,以及孔洞缺陷和拉伸性能的內(nèi)在聯(lián)系。結(jié)果表明:澆注溫度和電磁攪拌對流變壓鑄件微觀組織影響很小,但壓射速度影響顯著。增大壓射速度可以細(xì)化圓整流變壓鑄件組織;電磁攪拌能顯著改善初生晶粒的形狀因子。澆注溫度或壓射速度相同時,隨著孔洞尺寸級別的增加,流變壓鑄件內(nèi)部孔洞數(shù)量和孔洞形狀因子均減小;澆注溫度減小或者壓射速度增大,流變壓鑄件孔隙率先減后增,最大孔比率(鑄件內(nèi)部最大孔洞形狀因子與平均等效直徑的比值)先增后減。電磁攪拌能有效減小大尺寸孔洞和改善孔洞形狀因子,并且對流變壓鑄件力學(xué)性能有著不同程度的改善。在澆注溫度608℃和壓射速度V3下,流變壓鑄件力學(xué)性能最佳,密度達(dá)2.67g·cm~(-3),抗拉強度為274MPa,延伸率為4.85%,布氏硬度達(dá)93HB。最大孔比率和孔隙率對流變壓鑄件拉伸性能影響顯著,以最大孔比率影響為主,孔隙率次之;流變壓鑄件拉伸性能隨著最大孔比率增大而呈線性增加。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG292

【參考文獻】

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本文編號：2762623