一种细化变质工艺对低压铸造A356.2铝合金轮毂性能的影响

发布时间：2017-08-21 09:08

  本文关键词：一种细化变质工艺对低压铸造A356.2铝合金轮毂性能的影响

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【摘要】：本文立足于实际生产现场,分析了国内制造企业普遍采用的变质剂、细化剂的优缺点,创新性的提出,通过混合细化剂(Al-5Ti-B、Al-5Ti-0.25C)和变质剂(Al-10Sr)的工艺来改善产品机械性能的方法,通过正交试验找出了最优配比方案,并结合生产实践对其进行优化,同时对优化后的新工艺进行适应性研究;试验结果表明,Al-5Ti-B对铝合金轮毂产品的强度(σsσb)提升显著,而Al-5Ti-0.25C则对产品延伸率(A%)的提升显著,对产品轮心硬度(HB)的影响,Al-5Ti-B与Al-5Ti-0.25C的显著性基本相同,而Al-10Sr对产品机械性能的影响明显弱于前两者;通过试验还发现,加入0.2wt%的Al-5Ti-B、0.2wt%的Al-5Ti-0.25C和0.016wt%的Al-10Sr是A356.2铝合金细化、变质工艺的最佳配比,产品机械性指标能明显优于其它配比方案,同时也会导致熔体的流动性轻微减弱;然而这种因熔体流动性减弱导致的宏观缺陷,可以通过铸造工艺的调整得以规避;结合正交试验得出的结论,对其优化后进行生产适应性研究,结果显示,优化后的新工艺对产品的综合成品率(%)、铸造成品率(%)无明显影响,可以使产品屈服强度σs(MPa)提升4.42%~15.7%,新工艺可使产品抗拉强度σb(MPa)提升4.74%~13.9%,尤其是可使产品延伸率(A%)提升9.37%~34.88%,使产品硬度(HB)提升17.11%;另外,新工艺还使产品二次枝晶间距DASⅡ(μm)平均下降10.39%;通过扫描电子显微镜(SEM)观察发现,新工艺对共晶区的边界上的大块变质不充分的Si颗粒有明显改善作用,可以明显减少初生α-Al内黑色杂质的析出。优化后的细化变质工艺,为低压铸造铝合金轮毂制造企业提升产品机械性能提供了新的解决方案,同时,也为Al-Ti-B-C合金细化剂的商业化开发提供实践参考依据。
【关键词】：变质剂 细化剂 铝合金熔体 机械性能
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG249.2;TG146.21
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-22
• 1.1 铝合金的分类及应用9-12
• 1.1.1 铝合金的分类9-10
• 1.1.2 铝合金在汽车工业中的应用10-12
• 1.2 A356.2 铝合金12-14
• 1.2.1 A356.2 铝合金的机械特性12-13
• 1.2.2 A356.2 铝合金中的合金元素13-14
• 1.3 A356.2 铝合金的晶粒细化14-18
• 1.3.1 晶粒细化剂的机制15-16
• 1.3.2 常见的晶粒细化剂16-17
• 1.3.3 Al-Ti-B和Al-Ti-C中间合金细化剂17-18
• 1.4 A356.2 铝合金的变质18-20
• 1.4.0 Al-Si合金变质剂的机制18-19
• 1.4.1 Al-Si合金常见变质剂19
• 1.4.2 Al-Sr变质剂19-20
• 1.5 课题来源及意义20-21
• 1.6 主要研究内容21-22
• 第2章 试验制备工艺与检验方法22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 试验制备工艺22-28
• 2.2.1 铝合金熔炼22-25
• 2.2.2 低压铸造25-26
• 2.2.3 热处理26-27
• 2.2.4 表面喷涂27-28
• 2.3 检验方法28-30
• 2.3.1 化学成分的检测28
• 2.3.2 力学性能的检测28-29
• 2.3.3 铝合金熔体流动性的检测29-30
• 2.3.4 金相组织的检测30
• 2.4 主要试验材料30-32
• 第3章 不同组分细化剂?变质剂对合金性能的影响32-52
• 3.1 引言32
• 3.2 正交试验设计32-35
• 3.2.1 试验过程注意事项35
• 3.3 分组试验对轮心硬度（HB）的影响35-38
• 3.3.1 Al-5Ti-B加入量与产品轮心硬度（HB）的关系36-37
• 3.3.2 Al-5Ti-0.25C加入量与产品轮心硬度（HB）的关系37
• 3.3.3 Al-10Sr加入量与产品轮心硬度（HB）的关系37-38
• 3.4 分组试验对机械强度的影响38-42
• 3.4.1 Al-5Ti-B加入量与产品强度（σs&σb）的关系40
• 3.4.2 Al-5Ti-0.25C加入量与产品强度（σs&σb）的关系40-41
• 3.4.3 Al-10Sr加入量与产品强度（σs&σb）的关系41-42
• 3.5 分组试验对延伸率(A%)的影响42-46
• 3.5.1 Al-5Ti-B加入量与产品延伸率(A%)的关系44
• 3.5.2 Al-5Ti-0.25C加入量与产品延伸率(A%)的关系44-45
• 3.5.3 Al-10Sr加入量与产品延伸率(A%)的关系45-46
• 3.6 试验对熔体流动性的影响46-47
• 3.7 试验对宏观组织的影响47-48
• 3.8 试验对金相组织的影响48-50
• 3.9 本章小结50-52
• 第4章 工艺优化与生产适应性研究52-62
• 4.1 引言52
• 4.2 工艺优化设计52-54
• 4.3 工艺实践54-60
• 4.3.0 新工艺对产品成品率的影响54
• 4.3.1 新工艺对产品化学成分影响54-55
• 4.3.2 新工艺对产品机械性能的影响55-56
• 4.3.3 新工艺对产品金相组织的影响56-57
• 4.3.4 电镜扫描结果比对57-60
• 4.4 本章小结60-62
• 结论62-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果66-67
• 致谢67-68
• 作者简介68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 郭有军;;A356铝合金最佳Al-Ti-B用量[J];轻金属;2008年12期

2 孙海斌;左秀荣;仲志国;崔海超;;铝合金晶粒细化方法的研究现状及最新动向[J];热加工工艺;2005年12期

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本文编号：711998