本文關(guān)鍵詞：7075鋁合金螺旋電磁攪拌流變壓鑄工藝研究

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【摘要】：7075超高強(qiáng)變形鋁合金強(qiáng)度和性能接近鋼鐵,被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)以鋁代鋼的重要材料之一。增加鋁合金的應(yīng)用有利于汽車輕量化的發(fā)展,因此開展高強(qiáng)鋁合金制備汽車零部件的工藝研究有重要意義。但是7075鋁合金作為變形鋁合金,凝固過程中極易產(chǎn)生組織與成分不均勻等問題,采用普通鑄造方法很難直接鑄造成型完好的鑄件,特別是壓鑄成型,因熔煉和壓鑄工藝參數(shù)選擇不當(dāng)很容易造成縮孔縮松、氣孔、夾雜等冶金缺陷。以上問題都限制了7075鋁合金在汽車零部件上的工程化應(yīng)用,為此本文開展了7075鋁合金螺旋電磁攪拌流變壓鑄工藝的研究。開展7075鋁合金熔體旋轉(zhuǎn)噴吹除氣凈化處理工藝研究�？疾炝斯に噮�(shù)中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、除氣時(shí)間、靜置時(shí)間、除氣溫度4種因素對(duì)除氣效果的影響。結(jié)果表明:旋轉(zhuǎn)噴吹法能高效地去除鋁合金中的氫;增加轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速能提高除氣效果;熔體含氫量隨除氣時(shí)間的增加而減少,但是時(shí)間增加到一定值,含氫量變化不明顯;除氣后熔體含氫量隨著靜置時(shí)間增加而增加,但是含氫量增加較少并維持低含量;含氫量隨熔體溫度升高而顯著增加。優(yōu)化后的工藝為:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速300r/min,除氣時(shí)間14min,靜置時(shí)間7min,除氣溫度750℃。研究了螺旋電磁攪拌技術(shù)對(duì)7075鋁合金凝固的影響,并與普通電磁攪拌和普通鑄造方法比較,結(jié)果表明:施加螺旋電磁攪拌的鑄件微觀組織細(xì)小均勻,晶粒尺寸為76μm,主要由等軸晶組成,成分偏析小。施加普通電磁攪拌和未施加電磁攪拌的鑄件微觀組織粗大不均勻,晶粒尺寸為97μm和118μm,樹枝狀晶多,未施加電磁攪拌的鑄件成分偏析更嚴(yán)重。采用了Magmasoft軟件對(duì)7075鋁合金汽車連桿鑄件的充型和凝固過程進(jìn)行模擬優(yōu)化,結(jié)果表明:模擬仿真技術(shù)能夠很好地反映7075合金充型和凝固過程并且預(yù)測缺陷的形成;在不同壓鑄參數(shù)條件下分析比較鑄件,選擇了澆注溫度640℃、壓射速度3m/s、模具溫度150℃時(shí)可以獲得成型完好的鑄件。將7075鋁合金螺旋電磁攪拌制漿與壓鑄成型的工藝對(duì)接,用模擬優(yōu)化的參數(shù)開展了7075鋁合金連桿件流變壓鑄實(shí)驗(yàn)研究,并與普通壓鑄工藝試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比。研究結(jié)果表明:流變壓鑄件顯微組織細(xì)小均勻,平均晶粒尺寸為34μm;普通壓鑄件顯微組織粗大不均勻,平均晶粒尺寸為59μm;與普通壓鑄件相比,流變壓鑄件合金元素(Zn、Mg、Cu)的成分偏析小,布氏硬度提高19HB。7075鋁合金流變壓鑄件的抗拉強(qiáng)度為507MPa;屈服強(qiáng)度為464MPa;延伸率為4.5%。7075鋁合金普通壓鑄件抗拉強(qiáng)度為444MPa,屈服強(qiáng)度為420MPa,延伸率為2.5%
【關(guān)鍵詞】：7075鋁合金 旋轉(zhuǎn)噴吹除氣 螺旋電磁攪拌 數(shù)值模擬 流變壓鑄
【學(xué)位授予單位】：北京有色金屬研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG249.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 緒論12-26
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.1.1 汽車的輕量化發(fā)展12
• 1.1.2 研究意義12-13
• 1.2 高強(qiáng)鋁合金的發(fā)展研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 7xxx鋁合金的發(fā)展及應(yīng)用13-14
• 1.2.2 7xxx鋁合金的制備成型14-15
• 1.3 高強(qiáng)鋁合金熔體處理技術(shù)15-20
• 1.3.1 鋁合金熔體除氣工藝15-16
• 1.3.2 鋁合金熔體處理技術(shù)研究16-20
• 1.4 鋁合金壓鑄技術(shù)研究20-24
• 1.4.1 鋁合金流變壓鑄技術(shù)20-22
• 1.4.2 鋁合金壓鑄數(shù)值模擬技術(shù)22-24
• 1.5 研究目的及內(nèi)容24-26
• 1.5.1 研究目的24
• 1.5.2 研究內(nèi)容24
• 1.5.3 技術(shù)路線24-26
• 2 研究方法26-32
• 2.1 研究材料26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置26-28
• 2.2.1 旋轉(zhuǎn)噴吹除氣裝置26
• 2.2.2 氫氣測量裝置26-27
• 2.2.3 電磁攪拌裝置27
• 2.2.4 流變壓鑄設(shè)備27-28
• 2.3 分析檢測方法28-30
• 2.3.1 金相組織分析28
• 2.3.2 合金成分測量28-29
• 2.3.3 力學(xué)性能測試29-30
• 2.4 模擬方法30-32
• 3 7075鋁合金熔體凈化工藝研究32-39
• 3.1 實(shí)驗(yàn)方法32-33
• 3.2 結(jié)果與討論33-38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 4 螺旋電磁攪拌工藝研究39-44
• 4.1 實(shí)驗(yàn)方法39-40
• 4.2 結(jié)果與討論40-43
• 4.3 本章小結(jié)43-44
• 5 流變壓鑄數(shù)值模擬技術(shù)44-53
• 5.1 壓鑄參數(shù)選擇和分析44-45
• 5.1.1 澆注溫度44
• 5.1.2 模具溫度44
• 5.1.3 壓射速度44-45
• 5.2 模擬計(jì)算的設(shè)定45-46
• 5.3 結(jié)果與討論46-52
• 5.3.1 澆注溫度對(duì)鑄件孔隙率的分析46-47
• 5.3.2 壓射速度對(duì)鑄件填充和卷氣的分析47-49
• 5.3.3 模具溫度對(duì)鑄件溫度梯度和熱節(jié)分析49-52
• 5.4 本章小結(jié)52-53
• 6 7075鋁合金流變壓鑄工藝研究53-60
• 6.1 流變壓鑄實(shí)驗(yàn)方案53
• 6.2 實(shí)驗(yàn)方法53-54
• 6.3 結(jié)果與討論54-59
• 6.3.1 壓鑄件的宏觀和微觀組織分析54-57
• 6.3.2 壓鑄件的力學(xué)性能分析57-59
• 6.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果69-70
• 致謝70

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