Zn-5Al-0.5Ti-0.2Cr锌合金机械壳体的铸造工艺优化研究
发布时间：2021-07-06 01:57
采用不同的浇注温度和充型压力对Zn-5Al-0.5Ti-0.2Cr锌合金机械壳体进行了铸造,并进行了力学性能的测试、比较和分析。结果表明:随浇注温度、充型压力的增加,抗拉强度先增大后减小,断后伸长率的变化幅度较小,变化趋势为先减小后增大。当浇注温度为480℃和充型压力40 kPa时,试样的抗拉强度最大,断后伸长率最小。机械壳体的铸造工艺参数优选为:浇注温度480℃,充型压力40 kPa。
【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(11)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
锌合金机械壳体铸件及取样位置(mm)
图2是采用不同浇注温度铸造的Zn-5Al-0.5Ti-0.2Cr锌合金机械壳体试样的抗拉强度和断后伸长率。随浇注温度的升高，试样的抗拉强度在226～262MPa变化，断后伸长率在4.9%～3.1%区间小幅度波动，强度的变化趋势为先提升后下降。由图2可以看出，440℃浇注温度下，试样的抗拉强度处于最小值，为226MPa，断后伸长率最大，为4.9%，此时试样的强度最差；当浇注温度达到480℃时，试样的抗拉强度达到峰值262 MPa，断后伸长率最小，为3.1%，抗拉强度较440℃浇注温度铸造时增大了36MPa，断后伸长率较440℃浇注温度铸造时仅减小了1.8%，此时强度最好；490℃浇注温度下试样的抗拉强度为253MPa，较480℃时减小了9MPa，断后伸长率则略有增大，强度下降。结合上述的抗拉强度和断后伸长率测试数据来看，为提升锌合金机械壳体试样的强度，浇注温度优选为480℃。2.2 不同充型压力下的力学性能
图4是采用不同的工艺参数铸造的Zn-5Al-0.5Ti-0.2Cr锌合金机械壳体试样的拉伸断口形貌图片。根据该断口图能够分析出，440℃浇注温度、40kPa充型压力下的韧窝和撕裂棱最为粗大，强度最差；480℃浇注温度、40kPa充型压力下的拉伸断口撕裂棱减少，韧窝圆润、尺寸最小，韧窝深，呈现出最佳的强度；480℃浇注温度、50kPa充型压力下的韧窝大小介于试样1和5之间。综合不同浇注温度和充型压力下的抗拉强度和断后伸长率测试结果可知，当浇注温度为480℃、充型压力为40kPa时，试样的强度最佳。综上所述，在Zn-5Al-0.5Ti-0.2Cr锌合金机械壳体的铸造过程中，浇注温度和充型压力是极其重要的工艺参数，会较大地影响试样的质量和性能。适当地增加浇注温度和充型压力，能够细化合金晶粒，并使内部组织分布更加均匀，晶粒排列更整齐、规则，组织变致密，合金的强度得到提升，强度得以改善。过低或过高的浇注温度或充型压力均不利于强度的提升。浇注温度过低、充型压力过小，合金不足以充分变形，晶粒无法得到细化；而过高的浇注温度或充型压力则会令合金晶粒粗化，组织缺陷增加，强度降低。总之，为提高Zn-5Al-0.5Ti-0.2Cr锌合金机械壳体的力学性能，铸造工艺参数优选为：浇注温度480℃、充型压力40kPa。
【参考文献】：
期刊论文
[1]挤压比对低温挤压ZA15锌合金组织和力学性能的影响[J]. 孙世能,王利卿,任玉平,秦高梧. 东北大学学报(自然科学版). 2017(01)
[2]差压铸造技术应用与ZL205A舱体铸造工艺设计[J]. 朱小健,常建伟,李永新. 航空精密制造技术. 2015(01)
[3]低压铸造和差压铸造A357合金人工时效工艺研究[J]. 李强,郝启堂,介万奇. 特种铸造及有色合金. 2012(09)
[4]热处理对高强变形锌合金ZAT10组织与性能的影响[J]. 李荐,匡旭光,姚建军,刘凡,郭欣,刘芙蓉,周宏明. 中南大学学报(自然科学版). 2011(11)
[5]差压铸造ZL205A合金的组织及性能研究[J]. 邢志媛,侯立群,朱秀荣,刘环恩,秦丽柏,董俊岐,范云波. 兵器材料科学与工程. 2011(06)
[6]Zn-Cu-Mg-Al-RE锌合金的显微组织与切削性能[J]. 林高用,曾菊花,郑小燕,杨伟,邹艳明. 中南大学学报(自然科学版). 2010(04)
[7]差压铸造在我国的发展及应用[J]. 梁群昌,母蕊莲. 热加工工艺(铸锻版). 2006(01)
[8]锌合金成型汽车灯壳模具技术[J]. 杨勇勤,熊亚举,陈启超. 特种铸造及有色合金. 2005(11)
[9]差压铸造技术的发展现状与展望[J]. 沙镇嵩,韩建民,李荣华,李卫京,王金华. 材料导报. 2004(11)
本文编号：3267284
【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(11)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
锌合金机械壳体铸件及取样位置(mm)
图2是采用不同浇注温度铸造的Zn-5Al-0.5Ti-0.2Cr锌合金机械壳体试样的抗拉强度和断后伸长率。随浇注温度的升高，试样的抗拉强度在226～262MPa变化，断后伸长率在4.9%～3.1%区间小幅度波动，强度的变化趋势为先提升后下降。由图2可以看出，440℃浇注温度下，试样的抗拉强度处于最小值，为226MPa，断后伸长率最大，为4.9%，此时试样的强度最差；当浇注温度达到480℃时，试样的抗拉强度达到峰值262 MPa，断后伸长率最小，为3.1%，抗拉强度较440℃浇注温度铸造时增大了36MPa，断后伸长率较440℃浇注温度铸造时仅减小了1.8%，此时强度最好；490℃浇注温度下试样的抗拉强度为253MPa，较480℃时减小了9MPa，断后伸长率则略有增大，强度下降。结合上述的抗拉强度和断后伸长率测试数据来看，为提升锌合金机械壳体试样的强度，浇注温度优选为480℃。2.2 不同充型压力下的力学性能
图4是采用不同的工艺参数铸造的Zn-5Al-0.5Ti-0.2Cr锌合金机械壳体试样的拉伸断口形貌图片。根据该断口图能够分析出，440℃浇注温度、40kPa充型压力下的韧窝和撕裂棱最为粗大，强度最差；480℃浇注温度、40kPa充型压力下的拉伸断口撕裂棱减少，韧窝圆润、尺寸最小，韧窝深，呈现出最佳的强度；480℃浇注温度、50kPa充型压力下的韧窝大小介于试样1和5之间。综合不同浇注温度和充型压力下的抗拉强度和断后伸长率测试结果可知，当浇注温度为480℃、充型压力为40kPa时，试样的强度最佳。综上所述，在Zn-5Al-0.5Ti-0.2Cr锌合金机械壳体的铸造过程中，浇注温度和充型压力是极其重要的工艺参数，会较大地影响试样的质量和性能。适当地增加浇注温度和充型压力，能够细化合金晶粒，并使内部组织分布更加均匀，晶粒排列更整齐、规则，组织变致密，合金的强度得到提升，强度得以改善。过低或过高的浇注温度或充型压力均不利于强度的提升。浇注温度过低、充型压力过小，合金不足以充分变形，晶粒无法得到细化；而过高的浇注温度或充型压力则会令合金晶粒粗化，组织缺陷增加，强度降低。总之，为提高Zn-5Al-0.5Ti-0.2Cr锌合金机械壳体的力学性能，铸造工艺参数优选为：浇注温度480℃、充型压力40kPa。
【参考文献】：
期刊论文
[1]挤压比对低温挤压ZA15锌合金组织和力学性能的影响[J]. 孙世能,王利卿,任玉平,秦高梧. 东北大学学报(自然科学版). 2017(01)
[2]差压铸造技术应用与ZL205A舱体铸造工艺设计[J]. 朱小健,常建伟,李永新. 航空精密制造技术. 2015(01)
[3]低压铸造和差压铸造A357合金人工时效工艺研究[J]. 李强,郝启堂,介万奇. 特种铸造及有色合金. 2012(09)
[4]热处理对高强变形锌合金ZAT10组织与性能的影响[J]. 李荐,匡旭光,姚建军,刘凡,郭欣,刘芙蓉,周宏明. 中南大学学报(自然科学版). 2011(11)
[5]差压铸造ZL205A合金的组织及性能研究[J]. 邢志媛,侯立群,朱秀荣,刘环恩,秦丽柏,董俊岐,范云波. 兵器材料科学与工程. 2011(06)
[6]Zn-Cu-Mg-Al-RE锌合金的显微组织与切削性能[J]. 林高用,曾菊花,郑小燕,杨伟,邹艳明. 中南大学学报(自然科学版). 2010(04)
[7]差压铸造在我国的发展及应用[J]. 梁群昌,母蕊莲. 热加工工艺(铸锻版). 2006(01)
[8]锌合金成型汽车灯壳模具技术[J]. 杨勇勤,熊亚举,陈启超. 特种铸造及有色合金. 2005(11)
[9]差压铸造技术的发展现状与展望[J]. 沙镇嵩,韩建民,李荣华,李卫京,王金华. 材料导报. 2004(11)
本文编号：3267284
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