在金屬材料中,鎂合金具有高比強度、剛度、低密度及良好的阻尼減震性能優(yōu)勢,在工業(yè)生產(chǎn)中備受關(guān)注,特別是目前隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展引起的資源匱乏、環(huán)境破壞等問題,鎂合金被認(rèn)為是二十一世紀(jì)最具有潛力的輕質(zhì)材料。由于鎂合金易腐蝕,因此,本文采用反向熱擠壓的工藝方法研究鑄態(tài)2A12鋁合金包覆AZ31鎂合金制備鋁鎂包覆棒材的力學(xué)性能、耐腐蝕性能及包覆棒材耐腐蝕機理等內(nèi)容。論文研究成果如下:本文采用DeForm-3D有限元模擬軟件,建立鋁鎂反向擠壓幾何模型,確定擠壓工藝為:擠壓速度為5.199 mm/s,坯料溫度為380℃,模具與擠壓筒溫度為400℃,擠壓比為10.82。擠壓坯料尺寸為Φ120 mm×300 mm的2A12鋁合金包覆Φ95 mm×300 mm的AZ31鎂合金,研究了鋁鎂復(fù)合坯料通過反向等溫擠壓工藝在制備復(fù)合棒材成型過程中金屬變形情況、等效塑性應(yīng)力應(yīng)變場、溫度場的變化,并通過試驗進(jìn)行論證。結(jié)果表明,擠壓得到Φ38 mm×2690 mm的鋁鎂復(fù)合棒材,2A12鋁合金包覆層平均厚度為4 mm,AZ31鎂合金芯材直徑為Φ30 mm,鋁鎂金屬間形成結(jié)合界面,擠壓包覆棒材成型情況良好,通過對擠壓包覆棒材... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

爆炸復(fù)合過程示意圖[14]

鋁鎂包覆反向等溫擠壓工藝對制品微觀組織及性能的影響6面，后經(jīng)過熱處理等工藝，滿足制品的各種性能需求。軋制復(fù)合制備復(fù)合較薄板材時生產(chǎn)成本廉價，節(jié)約人力物力，工業(yè)化生產(chǎn)效率明顯得到提高，是制備層狀金屬復(fù)合的一種有效技術(shù)。工藝原理示意圖如下圖1.2所示。目前已經(jīng)通過軋制復(fù)合制備出Al/Mg-Li、7075Al/AZ31B/7075Al等層狀復(fù)合材料、劉悅等人通過軋制成型制備出鋁鎂雙金屬復(fù)合板材后再次進(jìn)行熱處理，對鋁合金的拉伸性能和抗拉強度都有明顯的提高。圖1.2軋制原理復(fù)合工藝原理圖[20](5)擠壓復(fù)合技術(shù)，是指把相匹配的金屬經(jīng)過除去氧化膜后相互組合形成復(fù)合坯料件，經(jīng)過擠壓處理，使得材料相互接觸產(chǎn)生冶金結(jié)合制備擠壓制品。起源于二十世紀(jì)七十年代末，Borel和Wesslau設(shè)計電纜時采用鉛外殼復(fù)合擠壓工藝制備得到性能較好的電纜制品而被人們所熟知[21]，目前已經(jīng)廣泛使用制備型材，棒材、管材及其金屬復(fù)合材料。擠壓原理為包覆材料與芯部材料同時發(fā)生塑性變形，在擠壓參數(shù)的控制下，兩種材料在界面結(jié)合處發(fā)生冶金結(jié)合獲得所需產(chǎn)品。擠壓技術(shù)經(jīng)過不斷的發(fā)展，已經(jīng)衍化出很多的分類，按照擠壓溫度分類，可以分為熱擠壓、溫擠壓、冷擠壓；按照擠壓工藝分類，可以分為靜液擠壓、連續(xù)擠壓、潤滑擠壓；按照金屬流動方向可以分為正向擠壓和反向擠壓。該工藝優(yōu)點是：金屬塑性變形區(qū)域較大，擠壓時再結(jié)合面之間溫度及其壓力較大，有助雙金屬復(fù)合成型，接觸界面之間的原子擴(kuò)散更加充分，冶金結(jié)合效果明顯有所提高；缺點是：擠壓過程中金屬流動均勻性較差，金屬復(fù)合材料在受到外力的作用時，易發(fā)生脫裂等缺陷，導(dǎo)致金屬的復(fù)合收到影響[22]。鋁鎂包覆擠壓國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。未經(jīng)處理的鎂及其合金本身本身具有較差的抗腐蝕性能，塑性變形及其抗拉強度較?

碩士學(xué)位論文7‘圖1.3反向擠壓原理圖目前對于鋁鎂雙金屬擠壓方面通常生產(chǎn)復(fù)合棒材、管材及其板材產(chǎn)品，國內(nèi)外的研究熱點主要聚集在如何提高擠壓制品力學(xué)性能及其結(jié)合層的強度等。M.Thirumurugan等[23]人采用正向熱擠壓法制備毫米級鋁盤條增強的ZM21鎂合金/CP鋁基復(fù)合材料，在同一溫度和擠壓速度下采取不同的擠壓比制備擠壓復(fù)合材料，并對宏觀復(fù)合材料進(jìn)行表針，發(fā)現(xiàn)擠壓對ZM21-Mg合金有明顯的晶粒細(xì)化，而且發(fā)現(xiàn)大擠壓比下復(fù)合材料的拉伸強度、屈服強度及其塑性都有顯著的提高。Yang-ZhiX等[24]在DeForm-3D有限元分析的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化工藝參數(shù)，進(jìn)行鋁鎂雙金屬擠壓試驗論證并分析結(jié)合層的微觀結(jié)構(gòu)及其強度，界面層在鋁鎂合金的接觸區(qū)產(chǎn)生，層中的新相Mg17Al12接近AZ31鎂基體，新相Mg3Al2接近鋁基體,硬度相比于基體有明顯提高，而且晶粒尺寸有明顯細(xì)化效果。李曉艷等[25]人采用正向擠壓法，將不同幾何尺寸的AA6060鋁合金和AZ31鎂合金坯料在360℃下擠壓成棒材，篩選出擠壓質(zhì)量較好的坯料。然后，在Al/Mg鍵合界面加入厚度為150μm的中間層鋅箔，進(jìn)行擠壓試驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以鋅箔為中間層的鎂鋁合金在正擠壓過程中，Zn同AA6060和AZ31發(fā)生相互擴(kuò)散形成Zn3Mg7、AlMg4ZZn11、Mg32(Al,Zn)49三種相，避免形成Al-Mg中間硬脆相，使得結(jié)合界面的顯微硬度降低，有效地提高了涂層鋁合金層結(jié)合界面的強度。聶書才等[26]采用反向擠壓技術(shù)研究了純鋁包覆AZ31鎂合金在不同溫度下實現(xiàn)了雙金屬的復(fù)合棒材，重點分析鋁鎂合金結(jié)合界面處化學(xué)成分過渡及相結(jié)構(gòu)的演化與分布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過反向熱擠壓工藝可以得到表面光潔、無明顯缺陷的鋁鎂合金包覆擠壓制品，界面層厚度大約有350μm，但是界面層與基體之間力學(xué)性能明顯不均勻。Golovko.O等[2

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3037769