高强高导Al-Si-Mg铸造合金成分及其组织性能研究
发布时间：2021-07-13 09:51
相比较4G技术,5G具有高速率、低延时、大连接等特点。随着5G商用渐入佳境,对于导电导热材料的高性能要求也越来越严格。单以目前常见的A356、ZLD101A等Al-Si-Mg铸造铝合金来看,其电导率和热导率还偏低。如企业生产标准中规定的使用要求是其电导率需大于23.20MS/m,而在实际企业的生产中往往只有20.88～22.62MS/m,换算成热导率是153～165W·m-1·k-1,T6热处理后抗拉强度可以达到280MPa,显然已经不能够满足迎面而来的5G通讯时代对这类合金的综合性能要求[1-5]。因此,开展相关实验来研究影响Al-Si-Mg合金的强度、电导率和热导率的因素并设法提高其力学性能和导电导热性能就成为了一个当下亟待解决的问题[2]。本文以Al-Si-Mg合金成分为主线,通过依次调控合金化元素Si、Mg的含量,成功设计制备出一种新型高强高导Al-Si-Mg铸造合金。研究的主要结果如下:（1）Al的熔体极易吸气和氧化,引入少量的合金元素Si,铸件相应部位的气孔缺陷消失,而且随着添加Si的含量增加,其合金流动试样的平均长度明显加长,显著提高了铸造流动性;Al中少量合金元素Si的...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１力学拉伸试样浇注模具?
ＷＲＮＭ－０２温度计直角平面探头配套使用准确检测??模具的温度。??表２－４新型节能坩埚电阻炉参数??设备?＾?额定电压／Ｖ?额定功率／ＫＷ?额定温度／°Ｃ??新型节能坩埚炉?ＳＧ２－７．５－１２?３８０?７．５?１２００??（２）熔炼辅助工具及浇注模具??合金在熔炼过程中所用到的辅助工具主要有电子秤、石墨搅拌棒、铸铁钟??罩、扒渣勺、浇勺、烘箱等。力学试样浇注模具采用法标力学拉伸试样铸型钢??模，外形尺寸为３６０ｍｍ?（长）ｘ９〇ｍｍ?（宽）ｘｌ６０ｍｍ?（高），如图２－１所示；化??学成分试样饶注模具为５０ｍｍ?（外高）ｘ（Ｊ）８０ｍｍ?（外径）ｘ３〇ｍｍ?（内高）ｘ（ｊ）５〇ｍｍ??（内径）的铸型铁模，如图２－２所示。??１??图２－１力学拉伸试样浇注模具?图２－２化学成分试样浇注模具??２０??
?第２章Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金的制备及研宄方法???２．２．２压铸设备??压力铸造作为先进金属快速成型的主流工艺之一，是现今所有铸造方法中??生产速度最快的一种方法，其生产的铸件质量和精度都较高。其中压铸机是实??现压力铸造生产的基本设备，其性能的好坏与否直接限制了压力铸造工艺能否??发挥到一个最佳的状态［２８］。本文依据企业实际生产需要，采用机械科学研究总??院（将乐）半固态技术研宂所有限公司中试车间内现有的压力铸造实验设备进??行Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金成分的压力铸造试生产。如图２－３所示，是一个典型的２６０Ｔ卧??式冷室压铸机的实物现场，这台压铸设备可适用于各种有色合金和黑色金属的??压力铸造生产。其在进行压力铸造时，需先将适量的固态颗粒油倒入压室内，??然后再迅速从熔炉的坩埚或其保温炉内取出合金液浇入压室，之后才能启动压??铸机工作系统。??Ｉ驗??图２－３?２６０Ｔ卧式冷室压铸机??２．２．３热处理工艺??热处理是铝合金机械制造中的一项重要工艺，可在不影响合金铸件形状的??前提条件下，通过改变铸件内部的微观组织结构如消除偏析、清除针状组织等??的方式来显著改善其使用性能［３３］。Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金产件在铸态下尚不能满足企业??实际的生产使用要求，因此本文采用固溶时效热处理的方式来改善合金铸件的??力学性能和导电导热性能。为了促进Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金铸件组织中－定数量Ｍｇ２Ｓｉ??强化第二相的形成和在Ａ１基体中的弥散分布，并以此来提高Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金铸件??的宏观性能，本文实验对Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金铸件进行短时的Ｔ６热处理过程，其热??２３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Mg2Si含量对6061铝合金组织和力学性能的影响[J]. 刘辉丽,丁幸宇,徐龙辉. 南方金属. 2019(04)
[2]《铸造技术路线图》摘录 高压铸造[J]. 熊守美. 铸造设备与工艺. 2019(02)
[3]合金成分及热处理工艺对Al-Si-Mg合金电导率的影响[J]. 胡中潮,于慧. 特种铸造及有色合金. 2018(09)
[4]Al-Si-Mg（356）合金不稳态水平凝固过程中的显微组织演化（英文）[J]. J.O.LIMA,C.R.BARBOSA,I.A.B.MAGNO,J.M.NASCIMENTO,A.S.BARROS,M.C.OLIVEIRA,F.A.SOUZA,O.L.ROCHA. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2018(06)
[5]变质处理及挤压铸造对过共晶Al-Si-Cu-Mg合金组织与性能的影响[J]. 李润霞,孙继鸿,郝建飞,王顺成,于宝义,李荣德. 铸造. 2017(12)
[6]Sr变质对Al-Si-Mg合金的流动性、力学性能和导热系数的影响[J]. 毛文龙,周海涛,王顺成,宋东福. 铸造. 2017(02)
[7]Si含量对Al-Si-Mg合金铸造组织与性能的影响[J]. 毛文龙,杨虹,杨莉,王顺成,郑开宏. 材料研究与应用. 2016(04)
[8]Si相对铸造Al-Si合金低温拉伸断裂行为的影响[J]. 马广辉,李润霞,白彦华,李荣德. 中国有色金属学报. 2016(08)
[9]Mg含量对汽车发动机缸体用Al-Si-Cu合金微观组织和力学性能的影响[J]. 张素芬. 铸造技术. 2016(07)
[10]Al-Si合金中富铁相形态及其影响因素研究进展[J]. 宋东福,王顺成,周楠,农登,郑开宏. 材料工程. 2016(05)
硕士论文
[1]压铸机压射实时控制系统关键技术研究[D]. 杨文健.机械科学研究总院 2018
[2]多元铝合金热裂倾向预测[D]. 冯子荥.东南大学 2017
[3]高强韧压铸Al-Si-Cu合金的组织性能及其热处理研究[D]. 蔡聪德.重庆大学 2017
[4]真空压铸铝合金发动机缸体缺陷与热处理研究[D]. 梁鹏.重庆大学 2017
[5]汽车用铝合金压铸件的工艺优化与组织及缺陷控制[D]. 薄兵.东南大学 2017
[6]压铸Al-10Si-0.3Mg合金的组织和力学性能研究[D]. 江媛媛.重庆大学 2016
[7]B和Er对Al-Mg-Si合金组织及导热性能的影响研究[D]. 黄雅莹.广西大学 2015
[8]新型高强高导Al-Mg-Si-Cu合金性能及其微观结构研究[D]. 陈敬.湖南大学 2015
[9]过量Mg、Si元素对6101铝合金电工导线性能的影响及机制探究[D]. 叶於龙.中南大学 2014
[10]Al-Si-（Mg）合金热处理对微观结构与宏观性能的影响[D]. 龙慧池.湖南大学 2013
本文编号：3281840
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１力学拉伸试样浇注模具?
ＷＲＮＭ－０２温度计直角平面探头配套使用准确检测??模具的温度。??表２－４新型节能坩埚电阻炉参数??设备?＾?额定电压／Ｖ?额定功率／ＫＷ?额定温度／°Ｃ??新型节能坩埚炉?ＳＧ２－７．５－１２?３８０?７．５?１２００??（２）熔炼辅助工具及浇注模具??合金在熔炼过程中所用到的辅助工具主要有电子秤、石墨搅拌棒、铸铁钟??罩、扒渣勺、浇勺、烘箱等。力学试样浇注模具采用法标力学拉伸试样铸型钢??模，外形尺寸为３６０ｍｍ?（长）ｘ９〇ｍｍ?（宽）ｘｌ６０ｍｍ?（高），如图２－１所示；化??学成分试样饶注模具为５０ｍｍ?（外高）ｘ（Ｊ）８０ｍｍ?（外径）ｘ３〇ｍｍ?（内高）ｘ（ｊ）５〇ｍｍ??（内径）的铸型铁模，如图２－２所示。??１??图２－１力学拉伸试样浇注模具?图２－２化学成分试样浇注模具??２０??
?第２章Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金的制备及研宄方法???２．２．２压铸设备??压力铸造作为先进金属快速成型的主流工艺之一，是现今所有铸造方法中??生产速度最快的一种方法，其生产的铸件质量和精度都较高。其中压铸机是实??现压力铸造生产的基本设备，其性能的好坏与否直接限制了压力铸造工艺能否??发挥到一个最佳的状态［２８］。本文依据企业实际生产需要，采用机械科学研究总??院（将乐）半固态技术研宂所有限公司中试车间内现有的压力铸造实验设备进??行Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金成分的压力铸造试生产。如图２－３所示，是一个典型的２６０Ｔ卧??式冷室压铸机的实物现场，这台压铸设备可适用于各种有色合金和黑色金属的??压力铸造生产。其在进行压力铸造时，需先将适量的固态颗粒油倒入压室内，??然后再迅速从熔炉的坩埚或其保温炉内取出合金液浇入压室，之后才能启动压??铸机工作系统。??Ｉ驗??图２－３?２６０Ｔ卧式冷室压铸机??２．２．３热处理工艺??热处理是铝合金机械制造中的一项重要工艺，可在不影响合金铸件形状的??前提条件下，通过改变铸件内部的微观组织结构如消除偏析、清除针状组织等??的方式来显著改善其使用性能［３３］。Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金产件在铸态下尚不能满足企业??实际的生产使用要求，因此本文采用固溶时效热处理的方式来改善合金铸件的??力学性能和导电导热性能。为了促进Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金铸件组织中－定数量Ｍｇ２Ｓｉ??强化第二相的形成和在Ａ１基体中的弥散分布，并以此来提高Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金铸件??的宏观性能，本文实验对Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金铸件进行短时的Ｔ６热处理过程，其热??２３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Mg2Si含量对6061铝合金组织和力学性能的影响[J]. 刘辉丽,丁幸宇,徐龙辉. 南方金属. 2019(04)
[2]《铸造技术路线图》摘录 高压铸造[J]. 熊守美. 铸造设备与工艺. 2019(02)
[3]合金成分及热处理工艺对Al-Si-Mg合金电导率的影响[J]. 胡中潮,于慧. 特种铸造及有色合金. 2018(09)
[4]Al-Si-Mg（356）合金不稳态水平凝固过程中的显微组织演化（英文）[J]. J.O.LIMA,C.R.BARBOSA,I.A.B.MAGNO,J.M.NASCIMENTO,A.S.BARROS,M.C.OLIVEIRA,F.A.SOUZA,O.L.ROCHA. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2018(06)
[5]变质处理及挤压铸造对过共晶Al-Si-Cu-Mg合金组织与性能的影响[J]. 李润霞,孙继鸿,郝建飞,王顺成,于宝义,李荣德. 铸造. 2017(12)
[6]Sr变质对Al-Si-Mg合金的流动性、力学性能和导热系数的影响[J]. 毛文龙,周海涛,王顺成,宋东福. 铸造. 2017(02)
[7]Si含量对Al-Si-Mg合金铸造组织与性能的影响[J]. 毛文龙,杨虹,杨莉,王顺成,郑开宏. 材料研究与应用. 2016(04)
[8]Si相对铸造Al-Si合金低温拉伸断裂行为的影响[J]. 马广辉,李润霞,白彦华,李荣德. 中国有色金属学报. 2016(08)
[9]Mg含量对汽车发动机缸体用Al-Si-Cu合金微观组织和力学性能的影响[J]. 张素芬. 铸造技术. 2016(07)
[10]Al-Si合金中富铁相形态及其影响因素研究进展[J]. 宋东福,王顺成,周楠,农登,郑开宏. 材料工程. 2016(05)
硕士论文
[1]压铸机压射实时控制系统关键技术研究[D]. 杨文健.机械科学研究总院 2018
[2]多元铝合金热裂倾向预测[D]. 冯子荥.东南大学 2017
[3]高强韧压铸Al-Si-Cu合金的组织性能及其热处理研究[D]. 蔡聪德.重庆大学 2017
[4]真空压铸铝合金发动机缸体缺陷与热处理研究[D]. 梁鹏.重庆大学 2017
[5]汽车用铝合金压铸件的工艺优化与组织及缺陷控制[D]. 薄兵.东南大学 2017
[6]压铸Al-10Si-0.3Mg合金的组织和力学性能研究[D]. 江媛媛.重庆大学 2016
[7]B和Er对Al-Mg-Si合金组织及导热性能的影响研究[D]. 黄雅莹.广西大学 2015
[8]新型高强高导Al-Mg-Si-Cu合金性能及其微观结构研究[D]. 陈敬.湖南大学 2015
[9]过量Mg、Si元素对6101铝合金电工导线性能的影响及机制探究[D]. 叶於龙.中南大学 2014
[10]Al-Si-（Mg）合金热处理对微观结构与宏观性能的影响[D]. 龙慧池.湖南大学 2013
本文编号：3281840
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