液锻A380组织性能及其杆架类零件液锻工艺研究

发布时间：2020-01-25 05:54

【摘要】：本文以A380铝合金为主要研究对象,研究了其在液态模锻工艺下的组织性能变化规律,同时开发了利用该合金制备液锻杆架类零件的技术方案。首先,对比不同比压下A380组织性能,获得最优比压值;对比不同稀土 Ce添加量下A380组织性能,获得最优添加量。其次,将获得的最优A380液锻参数应用于杆架类汽车零部件液锻技术开发,开展A380控制臂液锻工艺方案设计,以及控制臂液态模锻模具设计,形成了液锻控制臂材料方案及工艺方案。通过不同比压成型,探究比压对于A380铝合金的影响规律。结果表明:挤压铸造试件与重力铸造试件相比,气孔率减小、显微组织细化、力学性能显著提高。当比压在0-75 MPa范围内时,随着比压的增加,一次枝晶臂尺寸、气孔率得到大幅下降,共晶组织体积分数增加,二次枝晶臂间距减小,针状富铁β-Al5FeSi相尺寸大幅度减小,有部分汉字状a-Al8(Fe,Mn)3Si2相生成。当压力在75～100 MPa范围内压力继续增加对合金组织细化、第二相形貌改善和力学性能提高的作用不明显。因此,最优比压值为75MPa,在该比压下挤压铸造A380铝合金的铸态抗拉强度和伸长率分别比重力铸造提高19%和65%。为进一步改善其组织性能,在相同比压下,探究稀土 Ce含量对液锻A380合金的组织性能影响规律。结果表明:随着Ce含量添加,晶粒尺寸减小,共晶Si从粗大的针状转变为细小、断续、弥散的短杆状和粒状,改善了粗大针状Fe相形貌,使其向小尺度的纤维状转变,体积分数也大幅下降。当Ce元素添加量0.5%时,会在晶界间形成针状的稀土中间化合物Al8Cu4Ce。合金的布氏硬度、拉伸性能、冲击韧性随稀土含量的增加而有所改善,在0.5%时表现出最优性能。以改进的A380铝合金制备红旗轿车的某款控制臂零件——直柄-前悬架控制臂为对象,绘制了液锻件图纸,确定液锻方式、关键位置的成型方式以及液锻工艺参数;结合工艺方案进行相应设备的功能机构设计,并给出技术设计。结合液锻件、工艺、设备进行液锻模具设计,包括模具整体结构、关键零部件、以及模具验证、充型模拟等工作。得到可用于生产的成套技术方案和液锻设备的功能结构要求,为液锻A380杆架类零件提供全面的技术支持。
【图文】：

正型,挤压铸造

。Ｈ民Ｂ２５左右，细晶区硬度可达ＨＲＢ４０左右。韩国的ＫｙｕｈｏｎｇＬｅｅｌ３２峰人对比了逡逑低压铸造、铸锻工艺、挤压铸造成型的Ａ３５６合金的共晶Ｓｉ尺寸。研究发现挤压逡逑铸造成型的Ａ３５６合金共晶s瓿叽缱钗感。挥校ソ校裕保徊⑶揖Я３呦感。蝗缤煎义希保彼尽Ｃ烂窨翁庾槔枚淌比醯绱爬堪韬偷凸榷葈9注制备了半固态逡逑Ａ３５６侣合金浆料，并进行流变挤压铸造实验。对比了比压、斑铸温度、揽拌功率逡逑对Ａ３％半固态试样显微组织ａ－Ａｌ相的影响。研究发现当比压＾３４Ｍ化，涛铸温逡逑度６３０－６５（ＴＣ，揽拌功率１．２７ｋＷ时，可Ｗ获得离质量的挤压铸件，ａ－Ａｌ相程球逡逑状；经过Ｔ６处理抗拉强度３００－３２０邋ＭＰａ，伸长率为１１％￣１５％。蒋凯雁ＩＷ等针对逡逑Ａ３５６错合金铸件局部补压偏析及偏析组织进行了研究。研究发现Ａ３％挤压铸造逡逑局部补压时在挤压冲头周围的铸件内产生同也的环形斑，，这是一种Ｓｉ含量高于基逡逑体的宏观偏析，偏析组织Ｗ共晶体为主。铸件局部补压产生的环形斑是糊状凝固逡逑中的液相沿补压冲头反向流动的结果。Ｐｕ－ｙｕｎ邋ＤＯＮＧｌｗｉ等人探索了挤压铸造比压逡逑对于Ａ３５６为基体，添加１０％ＳｉＣ的复合材料的组织性能。压力作用下，有效的逡逑减小了颗粒孔隙率，细化了晶粒，更提高了复合材料的硬度、抗拉强度和伸长率。逡逑

液态模锻,重力铸造,试件,金属型

２N２试样的制备逡逑利用半固态成形实验室的ＴＨＰ１６－２００Ａ型四柱立式液态模锻机进行液态模锻逡逑实验，实验设备及模具如图２－１巧示。模具预热温度为２５０±５１Ｃ，挤压比压分别为逡逑ＯＭＰａ、２５ＭＰａ、５０ＭＰａ、７５ＭＰａ邋和邋ｌＯＯＭＰａ，挤压速度为邋０．３ｍ／ｓ，保压时间为邋３０邋ｓ．逡逑每次巧铸量２．５７ＫＧ，获得５件尺寸为１８０ｍｍｘ４０ｍｍｘ４０邋ｍｍ的试件毛巧，其中比逡逑压为ＯＭＰａ的试件实质上是金属型重力铸造件，Ｗ便于液态模锻件进行对比，为了逡逑保证试件能巧代表金属型重力铸造的水平，采用了大冒口补缩？各种试件沿中也逡逑纷剖面切开，分为Ａ、Ｂ两部分，均按图２－２巧示取样方案在典型位置截取低倍组逡逑织试样、显微组织分析试样、拉伸试样Ｗ及冲巧巧性试样。逡逑１５逡逑
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG319

【参考文献】