高硅铝合金缸套流变挤压铸造工艺研究
发布时间：2021-08-23 15:01
高硅铝合金中有大量的初生硅和富铁相等合金硬质相的存在,所以材料具有良好的耐磨性、耐热性以及较低的热膨胀系数,在发动机活塞、缸套等领域具有可替代传统铸铁、铸钢缸套的应用潜质。但由于常规铸态下初生硅、富铁相尺寸粗大,对基体的割裂作用显著,降低了材料的力学性能,造成高硅铝合金缸套的工业应用受到了极大的限制。因此,为了提高过高硅铝合金缸套的实际应用价值,采用半固态技术细化高硅铝合金中的硬质相。但是,由于半固态浆料中固液两相的存在,在成形过程中可能产生固液分离,影响铸件性能。本文在课题组前期研究的基础上,设计了一套高硅铝合金缸套流变挤压铸造模具,研究了成形工艺参数对半固态高硅铝合金流变成形缸套组织和性能的影响;并在此基础上探究了内浇口结构对半固态高硅铝合金缸套组织中硬质相在径向的分布规律。研究发现,在挤压速率一定时,随着成形比压增加,初生Si颗粒和富铁相的平均等效直径逐渐减小,形状因子逐渐增大,初生Si颗粒和富铁相更为圆整,但对硬质相的分布影响不大;在相同成形比压下,随着挤压速率提高,初生Si颗粒和富铁相的平均等效直径先减小后增大,形状因子先向增大后减小,挤压速率的增加可以使得硬质相在轴向上分布...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Al-Si合金相图
图 1.2 活塞环与缸套配合示意图2 Schematic of cylinder liner match with the pn top, 2. piston ring, 3. cylinder liner, 4. conne铸铁缸套使用最为广泛的一种方法，具
在离心铸造中的偏聚物理模型，如图1.3 所示。初生 Si 颗粒在离心铸造过程中的运动状态大约可以分为三个阶段：a、初生硅颗粒从液相中析出。b、初生硅颗粒在离心力的作用下，开始向缸套内层偏聚。c、缸套内层的初生硅颗粒体积分数不断增加，形成增强层。图 1.3 初生硅颗粒偏聚示意图[46]Fig.1.3 Schematic segregation of primary Si particles离心铸造高硅铝合金缸套虽然生产效率高，但在生产过程中容易由于操作不当，造成高硅铝合金中硬质相的偏析，并且离心铸造高硅铝合金缸套的内表面质量较差，需要进行较大车削量。对于含铁的高硅铝合金缸套不适于用离心铸造技术生产，这是因为含铁的高硅铝合金中粗大的富铁相在离心铸造的过程中得不到有效细化。1.3.2 快速凝固技术快速凝固技术是通过增大合金熔体的冷却速率和过冷度来提高形核率，从而细化晶粒[47]。目前，快速凝固技术生产高硅铝合金缸套的制造方法主要有粉末冶金技术和喷射沉积制备技术。SAdachi 等[48]提出了一种新型高硅铝合金材料，通过粉末冶金工艺制备了 Al-24Cu-0.5Mg 合金缸套，并和传统气缸套的物理力学性能进行了对比。Hayashi T 等[49]与本田公司合作研发了一种由粉末冶金技术制备的铝基复合材料缸套
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械搅拌工艺对Al-30Si合金初生Si组织的影响[J]. 庄凌志,徐跃,颜银标,陈俊东,陈锴. 特种铸造及有色合金. 2016(09)
[2]全铝发动机缸套-缸体的成形技术及其导热性能[J]. 林雪冬,何弢,卢建波,叶京川. 特种铸造及有色合金. 2016(04)
[3]全铝风冷发动机缸套-缸体的制备技术及其传热性能研究[J]. 林雪冬,何弢. 铸造. 2016(02)
[4]转棒诱导形核法制备Al-23Si-4.4Fe-3Cu-1Mg合金半固态浆料[J]. 李永坤,李璐,周荣锋,王修昌,蒋业华,卢德宏,周荣. 特种铸造及有色合金. 2016(01)
[5]倾斜板长度及角度对9Cr18半固态坯料组织的影响[J]. 宋仁伯,王鹏,李亚萍,王永向. 北京工业大学学报. 2014(09)
[6]离心铸造Al-Si-Mg发动机缸套铸件的工艺研究[J]. 林雪冬. 铸造. 2014(03)
[7]7050铝合金半固态压缩变形行为及组织演变[J]. 刘允中,李志龙,顾才鑫. 金属学报. 2013(12)
[8]高硅铝合金缸套/缸体制造技术及应用[J]. 孙廷富,张树勇,杨波,郭安振,翟景,崔崇亮. 兵器材料科学与工程. 2013(06)
[9]倾斜板角度对半固态ZL104合金组织的影响[J]. 王耘涛,梁立超,于宝义,黄宏军,袁晓光. 特种铸造及有色合金. 2013(03)
[10]高硅铝合金电子封装材料研究进展[J]. 解立川,彭超群,王日初,王小锋,蔡志勇,刘兵. 中国有色金属学报. 2012(09)
博士论文
[1]过共晶铝硅铁合金的半固态加工行为[D]. 王耘涛.沈阳工业大学 2014
[2]离心铸造自生颗粒增强铝基骤变梯度功能复合材料气缸套的制备技术研究[D]. 翟彦博.重庆大学 2009
硕士论文
[1]高硅铝合金半固态浆料表观粘度研究[D]. 李友红.昆明理工大学 2017
[2]离心铸造发动机缸套的制备工艺及其切削性能研究[D]. 陈昭.合肥工业大学 2017
[3]高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形技术研究[D]. 徐佳子.大连海事大学 2016
[4]离心铸造对过共晶Al-20wt.%Si合金组织及性能的影响[D]. 尹茂振.吉林大学 2014
[5]挤压铸造过共晶Al-Si合金组织与性能[D]. 孙菊.沈阳工业大学 2014
[6]汽车铝硅合金发动机缸套的半固态成形工艺[D]. 闫质昭.沈阳工业大学 2011
本文编号：3358087
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Al-Si合金相图
图 1.2 活塞环与缸套配合示意图2 Schematic of cylinder liner match with the pn top, 2. piston ring, 3. cylinder liner, 4. conne铸铁缸套使用最为广泛的一种方法，具
在离心铸造中的偏聚物理模型，如图1.3 所示。初生 Si 颗粒在离心铸造过程中的运动状态大约可以分为三个阶段：a、初生硅颗粒从液相中析出。b、初生硅颗粒在离心力的作用下，开始向缸套内层偏聚。c、缸套内层的初生硅颗粒体积分数不断增加，形成增强层。图 1.3 初生硅颗粒偏聚示意图[46]Fig.1.3 Schematic segregation of primary Si particles离心铸造高硅铝合金缸套虽然生产效率高，但在生产过程中容易由于操作不当，造成高硅铝合金中硬质相的偏析，并且离心铸造高硅铝合金缸套的内表面质量较差，需要进行较大车削量。对于含铁的高硅铝合金缸套不适于用离心铸造技术生产，这是因为含铁的高硅铝合金中粗大的富铁相在离心铸造的过程中得不到有效细化。1.3.2 快速凝固技术快速凝固技术是通过增大合金熔体的冷却速率和过冷度来提高形核率，从而细化晶粒[47]。目前，快速凝固技术生产高硅铝合金缸套的制造方法主要有粉末冶金技术和喷射沉积制备技术。SAdachi 等[48]提出了一种新型高硅铝合金材料，通过粉末冶金工艺制备了 Al-24Cu-0.5Mg 合金缸套，并和传统气缸套的物理力学性能进行了对比。Hayashi T 等[49]与本田公司合作研发了一种由粉末冶金技术制备的铝基复合材料缸套
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械搅拌工艺对Al-30Si合金初生Si组织的影响[J]. 庄凌志,徐跃,颜银标,陈俊东,陈锴. 特种铸造及有色合金. 2016(09)
[2]全铝发动机缸套-缸体的成形技术及其导热性能[J]. 林雪冬,何弢,卢建波,叶京川. 特种铸造及有色合金. 2016(04)
[3]全铝风冷发动机缸套-缸体的制备技术及其传热性能研究[J]. 林雪冬,何弢. 铸造. 2016(02)
[4]转棒诱导形核法制备Al-23Si-4.4Fe-3Cu-1Mg合金半固态浆料[J]. 李永坤,李璐,周荣锋,王修昌,蒋业华,卢德宏,周荣. 特种铸造及有色合金. 2016(01)
[5]倾斜板长度及角度对9Cr18半固态坯料组织的影响[J]. 宋仁伯,王鹏,李亚萍,王永向. 北京工业大学学报. 2014(09)
[6]离心铸造Al-Si-Mg发动机缸套铸件的工艺研究[J]. 林雪冬. 铸造. 2014(03)
[7]7050铝合金半固态压缩变形行为及组织演变[J]. 刘允中,李志龙,顾才鑫. 金属学报. 2013(12)
[8]高硅铝合金缸套/缸体制造技术及应用[J]. 孙廷富,张树勇,杨波,郭安振,翟景,崔崇亮. 兵器材料科学与工程. 2013(06)
[9]倾斜板角度对半固态ZL104合金组织的影响[J]. 王耘涛,梁立超,于宝义,黄宏军,袁晓光. 特种铸造及有色合金. 2013(03)
[10]高硅铝合金电子封装材料研究进展[J]. 解立川,彭超群,王日初,王小锋,蔡志勇,刘兵. 中国有色金属学报. 2012(09)
博士论文
[1]过共晶铝硅铁合金的半固态加工行为[D]. 王耘涛.沈阳工业大学 2014
[2]离心铸造自生颗粒增强铝基骤变梯度功能复合材料气缸套的制备技术研究[D]. 翟彦博.重庆大学 2009
硕士论文
[1]高硅铝合金半固态浆料表观粘度研究[D]. 李友红.昆明理工大学 2017
[2]离心铸造发动机缸套的制备工艺及其切削性能研究[D]. 陈昭.合肥工业大学 2017
[3]高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形技术研究[D]. 徐佳子.大连海事大学 2016
[4]离心铸造对过共晶Al-20wt.%Si合金组织及性能的影响[D]. 尹茂振.吉林大学 2014
[5]挤压铸造过共晶Al-Si合金组织与性能[D]. 孙菊.沈阳工业大学 2014
[6]汽车铝硅合金发动机缸套的半固态成形工艺[D]. 闫质昭.沈阳工业大学 2011
本文编号：3358087
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