高硅铝合金零件挤压铸造技术的研究

发布时间：2016-09-18 14:27

  本文关键词：高硅铝合金零件挤压铸造技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

《华中科技大学》 2007年

高硅铝合金零件挤压铸造技术的研究

兰国栋  

【摘要】： 高硅铝合金膨胀系数小、硬度高、耐磨能力强,是制造汽车活塞、汽缸体、斜盘等耐磨性零件的理想材料。因此开发高硅铝合金零件液态挤压成形技术,将彻底改变斜盘、涡旋盘等部件的成形加工工艺,对简化生产工艺、减轻零件重量、降低生产成本、提高生产效率具有重大意义。 分析比较了四种挤压工艺方案对铸件质量的影响,优化出了一种合理的工艺方案——一次水平分型的间接挤压铸造方案。分析了缩孔、气孔、夹杂、浇不足、未熔合、冷隔等缺陷的产生原因,提出了有效的解决措施。通过多次试验,优化了挤压铸造工艺参数:比压为120MPa,铸型预热温度为150±10℃,浇注温度为820～835℃。在此工艺参数下,铸件表面光洁,内部致密,密度达到2.770g/cm3;金相组织中初晶硅尺寸基本在30μm以内,共晶硅细小、均匀。 研究了高硅铝合金磷铜变质和复合变质(磷铜与稀土)工艺。合金液保温在750℃～870℃之间时,磷铜均能发挥很好的变质效果,初晶硅基本在50μm以内;当保温温度在700℃以下时,变质作用逐渐减弱, 650℃时完全消失。磷铜在变质2小时内,具有较好的变质效果,初晶硅大小基本在35μm以内;2小时之后,磷铜变质衰退速度很快;3小时后基本失去变质效果。采用P-Re复合变质,变质衰退减缓,4小时后仍然具有较好变质效果。 优化了T6处理工艺参数:490℃×8h+180℃×8h。铸件用此种参数进行热处理后,初晶硅棱角钝化,共晶硅细小圆整且分布均匀。抗拉强度达到334MPa,接近锻件;布氏硬度达到146,比锻件更高。其各项性能指标均达到锻件的图纸技术要求,因此本课题开发的斜盘挤压铸造技术,可以用来代替耗能、耗时、高成本的锻压成形工艺。

【关键词】：
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TG249.2
【目录】：

摘要4-5

ABSTRACT5-10

1 绪论10-27

1.1 课题研究背景、目的和意义10

1.2 挤压铸造概述10-21

1.2.1 挤压铸造工艺分类10-12

1.2.2 挤压铸造工艺特点12-14

1.2.3 挤压铸造工艺参数14-17

1.2.4 压力作用下合金凝固过程及特点17-19

1.2.5 挤压铸造的发展及应用概况19-21

1.3 高硅铝合金概述21-26

1.3.1 铝硅合金的组织与性能21-22

1.3.2 铝硅合金的几种常用变质剂22-25

1.3.3 铸造铝合金的强韧化途径25

1.3.4 过共晶铝硅合金的发展及应用概况25-26

1.4 本论文的主要研究内容26-27

2 试验条件及方法27-31

2.1 试验用原材料27

2.2 试验设备27-28

2.3 工艺过程28-29

2.3.1 A390 的熔炼工艺过程28

2.3.2 挤压成形工艺过程28

2.3.3 热处理工艺过程28-29

2.4 测试方法29-31

2.4.1 组织观察29

2.4.2 密度测量29

2.4.3 力学性能性能测定29-31

3 挤压铸造工艺方案设计及优选31-38

3.1 直接挤压铸造方案31-32

3.2 局部加压的直接挤压铸造方案32-34

3.3 二次水平分型间接挤压铸造方案34-35

3.4 一次水平分型间接挤压铸造方案35-37

3.5 本章小结37-38

4 挤压铸造工艺参数优化38-43

4.1 比压的影响38-39

4.1.1 比压对密度的影响38

4.1.2 比压对显微组织的影响38-39

4.2 浇注温度的影响39-41

4.3 模具温度的影响41-42

4.4 本章小结42-43

5 高硅铝合金变质处理技术的研究43-49

5.1 磷铜变质后熔体静置保温温度对显微组织的影响43-45

5.2 合金变质后静置时间对微观组织的影响45-48

5.3 本章小结48-49

6 T6 处理工艺的研究49-55

6.1 T6 处理工艺参数对合金组织与性能的影响49-53

6.1.1 固溶温度的影响49-51

6.1.2 固溶时间的影响51-52

6.1.3 时效温度的影响52-53

6.2 余热直接水淬与时效对A390 合金性能的影响53

6.3 本章小结53-55

7 挤压铸造斜盘在汽车空调器中的应用55-58

7.1 斜盘在汽车空调压缩机中的工况条件及技术要求55-56

7.2 挤压铸造工艺及其结果56-57

7.3 本章小结57-58

8 总结与展望58-60

8.1 本文的主要结论58

8.2 尚待进一步研究的内容58-60

致谢60-61

参考文献61-66

附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录66

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