高硅鋁合金中有大量的初生硅和富鐵相等合金硬質(zhì)相的存在,所以材料具有良好的耐磨性、耐熱性以及較低的熱膨脹系數(shù),在發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、缸套等領(lǐng)域具有可替代傳統(tǒng)鑄鐵、鑄鋼缸套的應(yīng)用潛質(zhì)。但由于常規(guī)鑄態(tài)下初生硅、富鐵相尺寸粗大,對(duì)基體的割裂作用顯著,降低了材料的力學(xué)性能,造成高硅鋁合金缸套的工業(yè)應(yīng)用受到了極大的限制。因此,為了提高過(guò)高硅鋁合金缸套的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,采用半固態(tài)技術(shù)細(xì)化高硅鋁合金中的硬質(zhì)相。但是,由于半固態(tài)漿料中固液兩相的存在,在成形過(guò)程中可能產(chǎn)生固液分離,影響鑄件性能。本文在課題組前期研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一套高硅鋁合金缸套流變擠壓鑄造模具,研究了成形工藝參數(shù)對(duì)半固態(tài)高硅鋁合金流變成形缸套組織和性能的影響;并在此基礎(chǔ)上探究了內(nèi)澆口結(jié)構(gòu)對(duì)半固態(tài)高硅鋁合金缸套組織中硬質(zhì)相在徑向的分布規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),在擠壓速率一定時(shí),隨著成形比壓增加,初生Si顆粒和富鐵相的平均等效直徑逐漸減小,形狀因子逐漸增大,初生Si顆粒和富鐵相更為圓整,但對(duì)硬質(zhì)相的分布影響不大;在相同成形比壓下,隨著擠壓速率提高,初生Si顆粒和富鐵相的平均等效直徑先減小后增大,形狀因子先向增大后減小,擠壓速率的增加可以使得硬質(zhì)相在軸向上分布... 

【文章來(lái)源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Al-Si合金相圖

圖 1.2 活塞環(huán)與缸套配合示意圖2 Schematic of cylinder liner match with the pn top, 2. piston ring, 3. cylinder liner, 4. conne鑄鐵缸套使用最為廣泛的一種方法，具

在離心鑄造中的偏聚物理模型，如圖1.3 所示。初生 Si 顆粒在離心鑄造過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)大約可以分為三個(gè)階段：a、初生硅顆粒從液相中析出。b、初生硅顆粒在離心力的作用下，開始向缸套內(nèi)層偏聚。c、缸套內(nèi)層的初生硅顆粒體積分?jǐn)?shù)不斷增加，形成增強(qiáng)層。圖 1.3 初生硅顆粒偏聚示意圖[46]Fig.1.3 Schematic segregation of primary Si particles離心鑄造高硅鋁合金缸套雖然生產(chǎn)效率高，但在生產(chǎn)過(guò)程中容易由于操作不當(dāng)，造成高硅鋁合金中硬質(zhì)相的偏析，并且離心鑄造高硅鋁合金缸套的內(nèi)表面質(zhì)量較差，需要進(jìn)行較大車削量。對(duì)于含鐵的高硅鋁合金缸套不適于用離心鑄造技術(shù)生產(chǎn)，這是因?yàn)楹F的高硅鋁合金中粗大的富鐵相在離心鑄造的過(guò)程中得不到有效細(xì)化。1.3.2 快速凝固技術(shù)快速凝固技術(shù)是通過(guò)增大合金熔體的冷卻速率和過(guò)冷度來(lái)提高形核率，從而細(xì)化晶粒[47]。目前，快速凝固技術(shù)生產(chǎn)高硅鋁合金缸套的制造方法主要有粉末冶金技術(shù)和噴射沉積制備技術(shù)。SAdachi 等[48]提出了一種新型高硅鋁合金材料，通過(guò)粉末冶金工藝制備了 Al-24Cu-0.5Mg 合金缸套，并和傳統(tǒng)氣缸套的物理力學(xué)性能進(jìn)行了對(duì)比。Hayashi T 等[49]與本田公司合作研發(fā)了一種由粉末冶金技術(shù)制備的鋁基復(fù)合材料缸套

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]全鋁風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)缸套-缸體的制備技術(shù)及其傳熱性能研究[J]. 林雪冬,何弢.  鑄造. 2016(02)
[4]轉(zhuǎn)棒誘導(dǎo)形核法制備Al-23Si-4.4Fe-3Cu-1Mg合金半固態(tài)漿料[J]. 李永坤,李璐,周榮鋒,王修昌,蔣業(yè)華,盧德宏,周榮.  特種鑄造及有色合金. 2016(01)
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[9]傾斜板角度對(duì)半固態(tài)ZL104合金組織的影響[J]. 王耘濤,梁立超,于寶義,黃宏軍,袁曉光.  特種鑄造及有色合金. 2013(03)
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博士論文
[1]過(guò)共晶鋁硅鐵合金的半固態(tài)加工行為[D]. 王耘濤.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2014
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碩士論文
[1]高硅鋁合金半固態(tài)漿料表觀粘度研究[D]. 李友紅.昆明理工大學(xué) 2017
[2]離心鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)缸套的制備工藝及其切削性能研究[D]. 陳昭.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[3]高硅鋁合金缸套表面硅顆粒整形技術(shù)研究[D]. 徐佳子.大連海事大學(xué) 2016
[4]離心鑄造對(duì)過(guò)共晶Al-20wt.%Si合金組織及性能的影響[D]. 尹茂振.吉林大學(xué) 2014
[5]擠壓鑄造過(guò)共晶Al-Si合金組織與性能[D]. 孫菊.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2014
[6]汽車鋁硅合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸套的半固態(tài)成形工藝[D]. 閆質(zhì)昭.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2011



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