在機(jī)械工業(yè)中,使用鋁合金代替鋼鐵材料、減輕機(jī)械零件重量是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要手段。目前,應(yīng)用于耐磨件的鋁合金大多存在力學(xué)性能能滿足要求但耐磨性不佳的現(xiàn)象。為了提高鋁合金的耐磨性能,同時(shí)保持足夠的力學(xué)性能,本文自行熔配一種新型的Al-8.3Si-3.3Cu-0.9Mg合金,研究了擠壓及熱處理工藝對(duì)鋁合金力學(xué)性能和組織的影響,分析了擠壓態(tài)和熱處理態(tài)合金的摩擦磨損性能。熱擠壓實(shí)驗(yàn)表明,Al-8.3Si-3.3Cu-0.9Mg合金中原本粗大的樹枝晶被擠壓破碎,偏析得到了一定的改善,出現(xiàn)大量的等軸晶粒,板片狀的共晶Si消失,破碎成橢圓狀或粒狀,第二相粒子細(xì)小且分布均勻,合金的宏觀組織呈纖維狀,合金的抗拉強(qiáng)度由鑄態(tài)時(shí)的254MPa提高到了261MPa,延伸率達(dá)到了11.45%,提高了317.9%。通過正交試驗(yàn)得到合金的最佳熱處理工藝為:固溶處理510℃+2.5h,時(shí)效處理180℃+5h。合金經(jīng)過固溶時(shí)效處理后沉淀析出的第二相較為彌散細(xì)小,分布較為均勻,晶粒有長大的現(xiàn)象,合金的力學(xué)性能得到大幅提升,抗拉強(qiáng)度為465MPa,相比于鑄態(tài)合金提高了83.7%,比熱擠壓態(tài)提高了78.2%,延伸率達(dá)到11.05... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋁合金分類示意圖[14]

工程碩士學(xué)位論文5型材。在Mg2Si相中，Mg/Si比為1.73，但是在大多數(shù)6XXX系合金中，Mg/Si比1.73，即還有一定量的過剩Si。其指導(dǎo)思想為：在力學(xué)性能方面，可以滿足建筑結(jié)構(gòu)的要求，抗拉強(qiáng)度為230MPa左右；合金的相結(jié)構(gòu)簡單，工藝性能良好。7XXX系合金屬于Al-Zn-Cu-Mg系合金。該系合金的主要合金強(qiáng)化相為MgZn2（η）與Al2Mg3Zn3（Т）；少量的Cr對(duì)合金的力學(xué)性能和抗蝕性有利；Ti能夠細(xì)化鑄錠晶粒和改善合金可焊性，若與Zr同時(shí)加入效果更佳；Fe與Si為雜質(zhì)，應(yīng)控制其含量。此系鋁合金是飛機(jī)工業(yè)中重要的結(jié)構(gòu)材料。1.3鋁硅合金的熱處理可熱處理強(qiáng)化的鋁合金中往往含有較多的Si、Cu、Mg、Zn、Mn等合金元素，這些合金元素都能溶入鋁基體中。在一定條件下，這些元素的平衡固溶度甚至可超過在共晶溫度下的最大溶解度。圖1.2為鋁合金典型的二元相圖。合金成分在C1時(shí)，室溫狀態(tài)下的平衡組織是α（Al）+β，β為第二相。當(dāng)溫度升高到T1溫度時(shí)，β相將溶入鋁基體中形成單相α固溶體，這種處理方式和過程稱為固溶處理。當(dāng)溫度緩慢下降時(shí)，過飽和的固溶體就會(huì)有析出的傾向，多余的溶質(zhì)就會(huì)以β相的形式析出，這種現(xiàn)象就叫做脫溶或沉淀。合金元素成分在C1時(shí)的合金自溫度T1急速冷卻，合金中的溶質(zhì)原子來不及發(fā)生擴(kuò)散和重新分配，過飽和的固溶體就不會(huì)脫溶出β相，合金的室溫組織即為C1成分的單相α過飽和固溶體，這就成為淬火。圖1.2具有溶解度變化的二元鋁合金相圖[14]過飽和的固溶體在放置的過程中會(huì)有自發(fā)分解的傾向，即脫溶的傾向。在室溫時(shí)大多數(shù)鋁合金中過飽和的固溶體就可以產(chǎn)生脫溶，這種現(xiàn)象稱為自然時(shí)效。如將具有過飽和固溶體的鋁合金加熱到一定的溫度并保溫一段時(shí)間，可加快脫溶過程的進(jìn)行，這就是人工時(shí)效。

Al-Si-Cu-Mg變形鋁合金的組織及性能研究8壓軸的運(yùn)動(dòng)方向是一致的。正向擠壓有很多優(yōu)點(diǎn)，例如更換工具簡單，輔助時(shí)間少；制品表面質(zhì)量好；對(duì)鑄錠表面質(zhì)量要求不高；設(shè)備簡單，投資費(fèi)用少。缺點(diǎn)在于鑄錠表面與擠壓筒內(nèi)壁摩擦激烈，有效擠壓力小；制品尺寸不均勻，精度下降；熱處理后容易形成粗晶環(huán)，力學(xué)性能較差。圖1.3正向擠壓方法的示意圖：1-擠壓筒；2-擠壓桿；3-坯料；4-擠壓凹模；5-擠壓制品反向擠壓的特點(diǎn)是制品的流動(dòng)方向與擠壓軸的運(yùn)動(dòng)方向相反。反向擠壓最大的優(yōu)點(diǎn)是坯料表面與擠壓筒內(nèi)壁之間摩擦作用較小，反向擠壓比正向擠壓時(shí)的擠壓力降低30%40%，有效擠壓力消耗更少；制品尺寸精度相對(duì)較高；組織均勻，力學(xué)性能優(yōu)良；擠壓速度快，成品率和生產(chǎn)率高。反向擠壓的缺點(diǎn)就是對(duì)坯料表面質(zhì)量要求嚴(yán)格；設(shè)備費(fèi)較高，輔助時(shí)間長；不能利用分流模和寬展模進(jìn)行擠壓生產(chǎn)；對(duì)產(chǎn)品規(guī)格有一定的限制等不足之處。另外，反擠壓工藝對(duì)各方面的要求更加嚴(yán)格，在擠壓過程中，如果出現(xiàn)擠歪的情況，會(huì)出現(xiàn)金屬與擠壓設(shè)備接觸從而影響擠壓的順利進(jìn)行，而正擠壓不會(huì)出現(xiàn)這種問題，因此反擠壓的成本比正擠壓高。擠壓方法還有很多種，如按擠壓方向可分為正擠壓、反擠壓、復(fù)合擠壓；按潤滑狀態(tài)可分為無潤滑擠壓、常規(guī)潤滑擠壓、玻璃潤滑擠壓、理想潤滑擠壓；按擠壓溫度可分為冷擠壓、溫?cái)D壓、熱擠壓；按擠壓速度可分為低速擠壓、高速擠壓、沖擊擠壓；按擠壓制品的形狀或數(shù)量可分為實(shí)心型材擠壓、空心型材擠壓、變斷面型材擠壓[35]。為了降低擠壓過程中的摩擦阻力，防止鋁合金在擠壓過程中與工模具發(fā)生粘著，在生產(chǎn)中往往會(huì)在金屬表面和工模具表面涂抹潤滑介質(zhì)，但是這會(huì)導(dǎo)致潤滑劑隨著擠壓流動(dòng)卷入鋁合金內(nèi)部而且潤滑劑會(huì)在工模具表面占據(jù)一定的空間，?

【參考文獻(xiàn)】：
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