中低压挤压铸造ADC12铝合金显微组织和力学性能研究

发布时间：2021-05-21 05:26

　　挤压铸造技术作为一种先进的加工工艺,具有铸造工艺简单、成本低、较高的产品性能及可靠性等一系列优点。通常挤压铸造过程施加压力的目的是为了在铸件成型过程中提供一定的补缩力,压力值较高（压力值一般大于60MPa）。若使用较小的压力值就可以满足金属液补缩所需要的压力值大小,得到合格率较高的产品,这就能大大减少设备成本,从而提升中低压挤压铸造技术在汽车行业中的竞争力。在挤压铸造工艺中最常用的合金体系为Al-Si系。该合金体系拥有优异的铸造性能、力学性能,使其在汽车零部件领域得到广泛应用。本文将以ADC12铝合金为研究对象,采用中低压挤压铸造技术制备汽车发动机缸体用铝合金阶梯模铸件（厚度分别为5mm/11mm/21mm）。首先,利用ProCAST软件模拟8种不同浇注系统下的金属液充型凝固过程结果,从而得出最优的浇注系统方案;在此方案基础上,通过对不同铸造工艺参数下的铸件进行充型、凝固过程模拟,预测相应工艺参数对铸件缺陷的影响。根据模拟结果,进一步指导实际生产过程中不同中低压工艺参数（涂料类型及厚度、压力值、模具温度、浇注温度等）对铸件组织及力学性能的影响。之后,优化出较优的热处理工艺参数。研究结果... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 铝硅合金概况
        1.2.1 铝硅合金性质及应用
        1.2.2 铸造铝硅合金的研究现状及发展趋势
    1.3 现有铝合金成型工艺
        1.3.1 重力铸造
        1.3.2 压铸
        1.3.3 低压铸造
        1.3.4 挤压铸造
    1.4 本课题的研究意义及主要研究内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容及目标
第二章 材料制备及试验方法
    2.1 工艺技术路线
    2.2 合金材料
    2.3 试验设备、模具及铸造过程
        2.3.1 试验设备
        2.3.2 试验模具
        2.3.3 铸造过程
    2.4 显微组织分析与观察
        2.4.1 光学显微观察
        2.4.2 扫描电子显微镜分析
        2.4.3 差热分析
        2.4.4 X射线衍射分析
        2.4.5 X射线探伤及缺陷分析
    2.5 性能测试
        2.5.1 密度测试
        2.5.2 硬度测试
        2.5.3 室温拉伸试验
第三章 ADC12 铝合金阶梯模铸造模拟研究
    3.1 模拟软件介绍
        3.1.1 网格划分模块
        3.1.2 前处理模块
        3.1.3 后处理模块
        3.1.4 状态控制模块
    3.2 模拟前处理参数设定
    3.3 铸件及浇注系统设计
        3.3.1 铸件设计
        3.3.2 浇注系统设计
    3.4 铸造过程中工艺参数优化
        3.4.1 浇注速度
        3.4.2 浇注温度
        3.4.3 凝固压力
        3.4.4 涂料换热系数
    3.5 本章小结
第四章 工艺参数对合金组织及力学性能的影响
    4.1 试验参数设计
    4.2 组织及相成分分析
    4.3 涂料参数对合金组织及性能的影响
        4.3.1 涂料类型的影响
        4.3.2 涂料厚度的影响
    4.4 压力对合金组织及性能的影响
    4.5 模具温度对合金组织及性能的影响
    4.6 浇注温度对合金组织及力学性能的影响
    4.7 本章小结
第五章 热处理对合金组织及性能的影响
    5.1 热处理实验方案
    5.2 固溶处理工艺对合金组织的影响
    5.3 时效处理工艺对合金组织及性能的影响
        5.3.1 时效析出硬化曲线
        5.3.2 峰时效合金组织及性能
        5.3.3 时效强化理论
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]锶变质及热处理对ADC12合金显微组织及力学性能的影响（英文）[J]. 黄志翔,闫洪,王志伟.  Journal of Central South University. 2018(06)
[2]变质工艺及热处理对ADC12铝合金导电性能的影响[J]. 王剑.  特种铸造及有色合金. 2016(11)
[3]挤压铸造工艺对汽车用铝合金组织和性能的影响[J]. 何庆稀.  热加工工艺. 2016(13)
[4]不一样的梦想 “中国心”年度十佳发动机——比亚迪技术交流会[J]. 李晓非,崔凯.  汽车与运动. 2015(07)
[5]近液相线挤压铸造工艺对ADC12铝合金支架显微组织和力学性能的影响[J]. 王绍著,赵密,胡茂良,吉泽升,李欣,王云龙,Sumio SUGIYAMA,Jun YANAGIMOTO.  中国有色金属学报. 2015(06)
[6]浅谈铝合金轮毂生产技术的发展现状[J]. 李伟,何顺荣,李丹.  中国铸造装备与技术. 2015(03)
[7]挤压铸造工艺对含Y2wt% AZ91D稀土镁合金组织与性能的影响[J]. 李海峰,靳玉春,郝大庆,赵宇宏,傅利,杨东然,刘卫津.  热加工工艺. 2014(09)
[8]汽车铝合金轮毂重力加压铸造的探讨[J]. 刘宏磊,赵志强,谭学菊,刘宏峰.  铸造设备与工艺. 2013(02)
[9]自主品牌车企研发正酝酿突破[J]. 吴玉峰.  中国质量万里行. 2012(11)
[10]金属材料挤压铸造成形技术的研究进展[J]. 张卫文,赵海东,张大童,游东东,邵明,李元元.  中国材料进展. 2011(07)

硕士论文
[1]汽车发动机缸体用ADC12高强韧铝合金组织与性能研究[D]. 刘伟.中北大学 2016
[2]金属型铸造Mg-Sn-Al系合金的研究[D]. 瞿祥落.太原理工大学 2015
[3]铝合金GIS罐体低压铸造的数值模拟与工艺优化[D]. 张旭.合肥工业大学 2013
[4]微合金化对全铝发动机高强度铸造Al-Si合金性能和组织的影响[D]. 华雄飞.江苏大学 2010
[5]铝合金铸造工艺及缺陷研究[D]. 李有佳.华中科技大学 2009



本文编号：3199135