环缝式电磁搅拌制备7A04铝合金半固态浆料及压铸成形研究

发布时间：2017-04-23 22:10

  本文关键词：环缝式电磁搅拌制备7A04铝合金半固态浆料及压铸成形研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：变形铝合金,因其强度高、塑性好、耐腐蚀等特点,在生产生活中获得愈来愈广泛的应用。流变成形能近净成形出结构复杂的高性能零件。本文对7A04铝合金流变压铸成形过程中的浆料制备、压铸成形、热处理进行了全面的研究,对变形铝合金流变成形的工业化生产具有一定的参考价值。本文通过对传统电磁搅拌炉进行简单的改造而将其改进为环缝式电磁搅拌炉,通过连续降温、连续搅拌的方式制备出了优质的7A04铝合金半固态浆料,并系统研究了搅拌时间、搅拌频率对7A04铝合金半固态浆料的影响。结果表明：随着搅拌时间的持续,7A04铝合金浆料的降温速度先增大,达到峰值后,再减小,最后趋于平稳。随着搅拌时间的延长,7A04铝合金半固态浆料组织的圆整度先提高、然后降低、最后不断提高,平均晶粒直径先增大、然后减小、最后不断增大。试验过程中半固态非枝晶组织的形成分为：①枝晶状初生a-A1颗粒生成与搅拌打碎枝晶状初生α-Al颗粒动态平衡,②大量细小的枝晶状初生a-A1颗粒爆发形核,③枝晶状初生α-Al颗粒破碎长大三个阶段。在搅拌的0min-3min内不同搅拌频率下的浆料组织质量相差不大,在搅拌的3min-6min内,搅拌频率为5Hz时浆料组织质量最佳,其平均晶粒直径40.46gm,平均圆整度0.48,在搅拌的6min-9min内,搅拌频率为25Hz时浆料组织质量最佳,其平均晶粒直径80.66μm,平均圆整度0.56。在压铸成形阶段自主开发了压射速度测量装置,对压铸成形过程中的压射速度随时间的连续变化过程进行了实时、精确的测量,对压铸成形过程中压射充头的运动变化规律进行了清晰的描述,并研究了压射速度对7A04铝合金流变压铸件组织和性能的影响。结果表明：7A04铝合金流变压铸件的初生α-Al(α1)的平均晶粒直径和二次凝固α-Al(α3)的平均晶粒直径均随压射速度的增大而减小,初生α-Al(α1)的圆整度和二次凝固α-Al(α3)的圆整度均随压射速度的增大而增大。随着压射速度从0.35m/s增大到0.63m/s,7A04铝合金流变压铸件的密度、硬度、抗拉强度均先增大后减小。压射速度太快时流变压铸件卷气增多,流变压铸件的性能下降,压射速度太慢时,流变压铸件中初生α-Al(α1)与二次凝固α-Al(α3)的平均晶粒直径增大,流变压铸件的性能下降,流变压铸成形过程中要选取最佳的压射速度,本试验中压射速度为0.58m/s时流变压铸件的性能最佳。通过直接时效(120℃/24h)、常规固溶+时效(470℃/1h+120℃/24h)、强化固溶+时效(455℃/2h+480℃/1h+120℃/24h)三种热处理工艺对7A04铝合金流变压铸件进行热处理,研究不同热处理工艺对其组织和性能的影响。结果表明：采用强化固溶+时效(455℃/2h+480℃/1h+120℃/24h)的热处理工艺能显著提高7A04铝合金流变压铸件的性能,本试验中其硬度、抗拉强度、断后伸长率在压铸态的基础上分别提高67.3%、154.5%、223.1%。
【关键词】：7A04铝合金 浆料制备 压铸成形 热处理
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG249.2
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 变形铝合金简介12-13
• 1.2 半固态成形技术介绍13-19
• 1.2.1 半固态成形技术概述13-15
• 1.2.2 半固态浆料制备方法研究现状及发展趋势15-17
• 1.2.3 半固态成形方法研究现状及发展趋势17-19
• 1.3 Al-Zn-Mg-Cu系合金热处理简介19-20
• 1.4 本课题的研究意义及内容20-22
• 第2章 试验内容及研究方法22-30
• 2.1 浆料制备试验22-26
• 2.2 压铸成形试验26-28
• 2.3 热处理试验28-30
• 第3章 环缝式电磁搅拌制备7A04铝合金半固态浆料30-42
• 3.1 搅拌时间对7A04铝合金半固态浆料的影响30-34
• 3.1.1 搅拌时间对7A04铝合金半固态浆料温度的影响30-31
• 3.1.2 搅拌时间对7A04铝合金半固态浆料组织的影响31-34
• 3.2 搅拌频率对7A04铝合金半固态浆料组织的影响34-37
• 3.3 环缝宽度对7A04铝合金半固态浆料的影响37-40
• 3.3.1 环缝宽度对7A04铝合金半固态浆料组织的影响37-38
• 3.3.2 环缝宽度对7A04铝合金半固态浆料耐腐蚀性能的影响38-40
• 3.4 分析与讨论40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 压射速度测量及其对流变压铸件的影响42-53
• 4.1 压射速度测量与分析42-45
• 4.1.1 压射速度测量装置介绍42
• 4.1.2 压射速度测量结果与分析42-45
• 4.2 压射速度对7A04铝合金流变压铸件组织及性能的影响45-51
• 4.2.1 压射速度对7A04铝合金流变压铸件组织的影响45-48
• 4.2.2 压射速度对7A04铝合金流变压铸件性能的影响48-51
• 4.3 本章小结51-53
• 第5章 7A04铝合金流变压铸件热处理53-59
• 5.1 热处理对7A04铝合金流变压铸件组织的影响53-54
• 5.2 热处理对7A04铝合金流变压铸件性能的影响54-58
• 5.3 本章小结58-59
• 结论59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果67

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 毛卫民,赵爱民,云东,张乐平,康永林,钟雪友;1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态浆料的制备和轧制[J];金属学报;2003年10期

2 宋怀江,皇志富,贺伟;倾斜冷却体法制备半固态浆料的研究现状[J];热加工工艺;2005年11期

3 吕书林;吴树森;戴维;朱泽明;毛有武;万里;;超声振动制备5052合金半固态浆料的研究[J];特种铸造及有色合金;2010年04期

4 朱文志;毛卫民;杨斌;宋晓俊;;蛇形通道浇注制备7075铝合金半固态浆料[J];特种铸造及有色合金;2013年02期

5 朱文志;毛卫民;涂琴;;蛇形通道浇注制备半固态浆料组织的演化[J];铸造;2014年04期

6 曾怡丹;石力开;张志峰;梁博;徐骏;;熔体分散混合法制备半固态浆料[J];中国有色金属学报;2008年04期

7 王家宣;李超;刘昭亮;李文杰;邱泽廷;;双超声处理对5083合金半固态浆料组织的影响[J];特种铸造及有色合金;2012年06期

8 陈正周;;工艺参数对引晶法制备半固态浆料组织的影响[J];有色金属科学与工程;2013年04期

9 谢礼志;吴树森;赵君文;毛有武;;机械振动法制备铝合金半固态浆料的研究[J];铸造技术;2007年11期

10 赵君文;吴树森;万里;陈启华;安萍;;超声场中金属半固态浆料组织的演化[J];金属学报;2009年03期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 杨浩强;谢水生;李雷;黄国杰;;阻尼冷管法制备半固态浆料过程的数值模拟与参数优化[A];北京机械工程学会2006年优秀论文集[C];2006年

2 杨浩强;谢水生;李雷;黄国杰;;阻尼冷管法制备半固态浆料过程的数值模拟与参数优化[A];2006年第二届七省区市机械工程学会科技论坛暨学会改革与发展研讨会论文集[C];2006年

3 张磊;董选普;李侃;张宗奎;王文俊;樊自田;;气泡搅拌法制备Al-Si合金半固态浆料组织演变[A];2010年中国铸造活动周论文集[C];2010年

4 毛卫民;赵爱民;云东;张乐平;钟雪友;;60Si_2Mn弹簧钢半固态浆料的制备研究[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年

5 毛卫民;赵爱民;云东;张乐平;钟雪友;;60Si_2Mn弹簧钢半固态浆料的制备研究[A];第二届半固态金属加工技术研讨会论文集[C];2002年

6 杨玲;刘昌明;左宏志;;电磁搅拌制备ZL112Y铝合金流变半固态浆料的实验及模拟研究[A];2008重庆市铸造年会论文集[C];2008年

7 康永林;宋仁伯;李激光;王吉文;赵爱民;毛卫民;;半固态钢铁材料流变轧制的工艺研究及控制技术[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年

8 康永林;宋仁伯;李激光;王吉文;赵爱民;毛卫民;;半固态钢铁材料流变轧制的工艺研究及控制技术[A];第二届半固态金属加工技术研讨会论文集[C];2002年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 赵君文;振动制备Al-Si合金半固态浆料及其组织与性能的研究[D];华中科技大学;2009年

2 张小立;铝、镁合金半固态浆料制备技术的研究[D];大连理工大学;2008年

3 郭洪民;半固态铝合金流变成形工艺与理论研究[D];南昌大学;2007年

4 王晓颖;非均质材料控制加热过程的组织演变与熔化行为[D];西北工业大学;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 何志坚;Al-23Si-4.5Fe-3Cu-lMg合金转棒诱导形核法半固态浆料制备及压铸成形[D];昆明理工大学;2015年

2 张岩峰;CuSn10合金半固态浆料转棒诱导形核法制备及其挤压铸造成形[D];昆明理工大学;2015年

3 王乾;倾转浇注法制备半固态浆料[D];南昌大学;2015年

4 罗庆来;环缝式电磁搅拌制备7A04铝合金半固态浆料及压铸成形研究[D];西南交通大学;2016年

5 黄持伟;铝合金半固态浆料连续制备装置研究[D];南昌大学;2014年

6 朱泽明;间接超声振动制备铝合金半固态浆料及其流变成形技术研究[D];华中科技大学;2010年

7 朱宏霞;功率超声制备铝合金半固态浆料及其微观组织形成机理研究[D];南昌航空大学;2008年

8 林冲;铝合金半固态浆料电磁搅拌下流场数值模拟及试验研究[D];武汉理工大学;2008年

9 王振一;7A09铝合金半固态浆料的流变剪切制备技术研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

10 李虎;分段式过流冷却法装置的设计及其铝合金半固态浆料的制备研究[D];昆明理工大学;2012年

  本文关键词：环缝式电磁搅拌制备7A04铝合金半固态浆料及压铸成形研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：323106