噴射沉積大尺寸A356鋁合金管坯的組織與性能

通過(guò)金相顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡等對(duì)多層噴射沉積制備的大尺寸耐熱鋁合金管坯及其經(jīng)過(guò)擠壓、旋壓等致密化加工后的顯微組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了檢測(cè)和分析,并通過(guò)instron拉伸實(shí)驗(yàn)對(duì)致密化加工過(guò)程中管坯的力學(xué)性能進(jìn)行了比較.噴射沉積管坯的致密度約為88.9%,晶粒為200nm～500nm的微晶,20nm～60nm的球形或近球形析出相均勻分布于基體上.經(jīng)過(guò)熱致密化加工后管坯中的界面和孔洞明顯愈合,析出相未見(jiàn)明顯粗化.管坯經(jīng)過(guò)擠壓后,室溫和350℃的斷裂強(qiáng)度分別提高130%和400%.擠壓管材旋壓后,350℃力學(xué)性能變化不大,而室溫屈服強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度分別提高22%和13%.

現(xiàn)今社會(huì),各種合金材料在人們生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,本文通過(guò)不同的細(xì)化方法和變質(zhì)方法探討細(xì)晶鋁錠熔煉的a356鋁合金組織與性能,為其在實(shí)踐中的應(yīng)用開(kāi)辟思路。

對(duì)多層噴射沉積制備大規(guī)格管坯工業(yè)化生產(chǎn)特點(diǎn)進(jìn)行了分析,表明osprey多程技術(shù)更適宜于噴射沉積工業(yè)化生產(chǎn)。構(gòu)建了由系統(tǒng)管理層/控制層/設(shè)備層組成的三層遞階控制結(jié)構(gòu)。對(duì)關(guān)鍵工藝參數(shù)的閉環(huán)控制技術(shù)進(jìn)行了研究,提出了漏包連續(xù)移液和基于積分分離pid的液位精確控制結(jié)構(gòu)和方法,研究了管坯沉積層厚度的在線檢測(cè)及噴嘴噴射高度在線反饋控制方法,提出了基于沉積室微正壓環(huán)境的氧含量控制技術(shù)?？刂葡到y(tǒng)及相關(guān)控制技術(shù)已在國(guó)內(nèi)首條自行研制的噴射沉積制備鋁合金管坯工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備中得到應(yīng)用,已生產(chǎn)出最大長(zhǎng)度1500mm、最大壁厚300mm、不同內(nèi)徑的鋁合金產(chǎn)品。

為了解決擠壓鑄造a356鋁合金重載車輪模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)并確保安全可靠,通過(guò)對(duì)擠壓鑄造機(jī)的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作的分析,確定了模具合模、開(kāi)模的動(dòng)作方式,并在側(cè)模的外側(cè)增加側(cè)模外殼體,防止擠壓鑄造加壓時(shí)鋁液飛濺。通過(guò)側(cè)模與底模板、側(cè)模外殼體合理的連接機(jī)構(gòu),并且側(cè)模與側(cè)模外殼體配合面的上部直徑大于下部直徑。通過(guò)底模的上、下運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)側(cè)模旋轉(zhuǎn)開(kāi)、合模。鑄件隨上模上行與側(cè)模脫模,然后推料環(huán)推出鑄件,從上模脫模。解決了模具合模、開(kāi)模以及鑄件脫模的問(wèn)題,從而確定了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

為了解決擠壓鑄造a356鋁合金重載車輪模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)并確保安全可靠,通過(guò)對(duì)擠壓鑄造機(jī)的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作的分析,確定了模具合模、開(kāi)模的動(dòng)作方式,并在側(cè)模的外側(cè)增加側(cè)模外殼體,防止擠壓鑄造加壓時(shí)鋁液飛濺。通過(guò)側(cè)模與底模板、側(cè)模外殼體合理的連接機(jī)構(gòu),并且側(cè)模與側(cè)模外殼體配合面的上部直徑大于下部直徑。通過(guò)底模的上、下運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)側(cè)模旋轉(zhuǎn)開(kāi)、合模。鑄件隨上模上行與側(cè)模脫模,然后推料環(huán)推出鑄件,從上模脫模。解決了模具合模、開(kāi)模以及鑄件脫模的問(wèn)題,從而確定了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

鋁合金輪轂作為汽車輕量化的重要零部件,對(duì)其成形工藝和性能提出了更高的要求。采用adstefan模擬軟件探索用液壓機(jī)加壓鑄造的方法制造a356鋁合金輪轂的最佳工藝。對(duì)比分析了不同模具溫度、澆鑄溫度對(duì)鑄件充型完整性的影響,并且預(yù)測(cè)了易發(fā)生缺陷的位置。結(jié)果表明450℃左右的模具溫度,650～700℃的澆鑄溫度有利于充型完整。

對(duì)擠壓鑄造a356鋁合金汽車輪轂進(jìn)行了模擬。根據(jù)輪轂不同位置的凝固時(shí)間,分析得出了輪轂不同位置的凝固方式,并試驗(yàn)研究了擠壓鑄造下輪轂不同位置的組織不均勻性。得出輪轂不同位置的組織與凝固方式的關(guān)系:急冷區(qū)的凝固方式為逐層凝固,晶粒尺寸與組織分布較為均勻;壓力結(jié)晶區(qū)的凝固方式為同時(shí)凝固,組織分布均勻,晶粒圓整;急冷區(qū)和壓力結(jié)晶區(qū)之間的區(qū)域的凝固方式屬于糊狀凝固,晶粒尺寸與組織分布不均勻,共晶si大量偏聚在晶界處。

選用正交試驗(yàn)法,研究了a356鋁合金近液相線半連續(xù)鑄造工藝參數(shù)的影響。指出冷卻強(qiáng)度是晶粒細(xì)化的最主要因素,極差為12.17,可信度達(dá)到99%,其次是鑄造速度與保溫時(shí)間。最佳工藝參數(shù)為:保溫溫度625℃,保溫時(shí)間10min,鑄造速度145mm/min,冷卻強(qiáng)度0.075m3/min水流量。其晶粒平均等積圓直徑為30.82μm;最小直徑9.75μm,最大直徑87.62μm。

采用低壓鑄造a356鋁合金輪轂進(jìn)行試驗(yàn),在固溶時(shí)間和時(shí)效時(shí)間不變的條件下,對(duì)同一批次的輪轂毛坯進(jìn)行不同固溶溫度和時(shí)效溫度的分析。結(jié)果表明,輪轂在555℃固溶溫度下進(jìn)行連續(xù)熱處理將產(chǎn)生過(guò)燒,在545℃固溶+150℃時(shí)效和550℃固溶+150℃時(shí)效下得到的鑄件性能較好。

針對(duì)某b5后橋a356鋁合金支承座臺(tái)架試驗(yàn)早期斷裂的問(wèn)題,采用宏觀分析、化學(xué)成分分析和掃描電鏡斷口觀察等方法對(duì)支承座的斷裂原因進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:由于該支承座受到意外擠壓而造成其在加強(qiáng)筋處表面產(chǎn)生一較小的凹坑,由此形成的應(yīng)力集中使零件在隨后的臺(tái)架試驗(yàn)中很快在此處萌生裂紋源;同時(shí)由于該支承座在裂紋源附近存在大面積的疏松缺陷,使得已形成的裂紋源快速疲勞擴(kuò)展,直至最后斷裂。最后提出了改進(jìn)的措施。

在不同的應(yīng)力幅值下,測(cè)試了a356鑄造鋁合金的單軸疲勞壽命,對(duì)該合金的高周疲勞區(qū)、低周疲勞區(qū)以及過(guò)渡區(qū)進(jìn)行了劃分。分析了合金在循環(huán)加載過(guò)程中,應(yīng)變變化的特點(diǎn)。對(duì)疲勞試樣的斷口進(jìn)行了掃描電鏡觀察,闡述了疲勞斷裂的特點(diǎn)。edx能譜分析發(fā)現(xiàn)斷口中的夾雜物主要為鐵的氧化物和高硅顆粒,并在疲勞過(guò)程中被剝離。

鋁合金管資料

本文論述一種新型的楔形壓制工藝,即通過(guò)局部變形、多道次小變形累積實(shí)現(xiàn)大變形的致密化加工方法,對(duì)噴射沉積多孔坯料進(jìn)行后續(xù)致密化和塑性變形,很好地解決了傳統(tǒng)加工工藝的難題,大大降低了生產(chǎn)成本。

綜合參數(shù)比較 -康帕斯管道與無(wú)縫鋼管 第一部分：節(jié)能 每立方米/分壓縮空氣的成本 通過(guò)下列計(jì)算可得到， ·假定: 電機(jī)服務(wù)系數(shù)=110% 功率因子=0.9 ·一臺(tái)典型的空壓機(jī)每1hp可產(chǎn)生4cfm ·1hp=110%x0.746kw/0.9=0.912kw ·所以產(chǎn)生1cfm壓縮空氣需0.228kw ·如果每度電費(fèi)為0.65元:1cfm=0.1482元/小時(shí) ·1立方米/分=35.315cfm ·所以1立方米/分=5.23元/小時(shí) ·所以一臺(tái)10立方米/分的空壓機(jī)每年運(yùn)行8,000小時(shí)來(lái)計(jì)算將耗電: 10x8,000x5.23=418400元（無(wú)泄漏狀態(tài)下） 通過(guò)如上公式計(jì)算67立方米/分的流量運(yùn)行8000小時(shí)將耗電（無(wú)泄漏狀 態(tài)）： 管路材質(zhì)摩擦

為了揭示管坯低熔點(diǎn)塑性介質(zhì)擠脹成形力學(xué)特征,對(duì)鋁合金管坯低熔點(diǎn)塑性介質(zhì)擠脹成形工藝過(guò)程進(jìn)行了研究.將低熔點(diǎn)塑性介質(zhì)作為傳力介質(zhì)填加到管坯的內(nèi)腔里,兩個(gè)水平?jīng)_頭在擠壓管坯的同時(shí)擠壓管坯內(nèi)的塑性介質(zhì),使其在受擠壓過(guò)程中自行封閉,自行產(chǎn)生高壓,在管坯兩端軸向擠壓力的共同作用下,最終將管坯擠脹成形為空心構(gòu)件.研究結(jié)果表明:低熔點(diǎn)塑性介質(zhì)擠脹成形時(shí)管坯和塑性介質(zhì)兩種材料同時(shí)發(fā)生塑性變形,管坯的變形流動(dòng)是塑性介質(zhì)的內(nèi)壓和沖頭軸向擠壓共同作用的結(jié)果,采用該工藝可以成形各種異型截面的空心構(gòu)件.

介紹了在北方冬季半連續(xù)鑄造生產(chǎn)3a21鋁合金管鑄坯中,防止管鑄坯產(chǎn)生裂紋的具體措施。為了防止鑄坯裂紋,必須嚴(yán)格控制合金中雜質(zhì)fe和si的含量,適量添加al-ti-b晶粒細(xì)化劑,嚴(yán)格控制合金元素mn的含量,合理選擇結(jié)晶器芯子的錐度,實(shí)行高溫、低速、緩冷(低水壓冷卻)的鑄造工藝進(jìn)行生產(chǎn),可以確保3a21鋁合金管鑄坯的質(zhì)量。

采用低壓鑄造的方法,通過(guò)兩種不同的冷卻工藝制備出了a356鋁合金輪轂。論文主要研究了兩種不同冷卻工藝下,所制輪轂的缺陷分布、缺陷種類和缺陷比率,以及缺陷比率對(duì)輪轂力學(xué)性能的影響,并分析了二次枝晶間距對(duì)輪轂力學(xué)性能的影響。研究表明,完全水冷工藝(同時(shí)凝固)所制輪轂缺陷較為嚴(yán)重,幾乎在輪轂各個(gè)部位均生成了縮松或夾雜,但由于完全水冷工藝使合金較快的冷卻,所制備合金的晶粒十分細(xì)小,這使得合金的力學(xué)性能比順序凝固工藝所制樣品更為優(yōu)良。

綜合參數(shù)比較 -康帕斯管道與無(wú)縫鋼管 第一部分：節(jié)能 每立方米/分壓縮空氣的成本 通過(guò)下列計(jì)算可得到， ·假定: 電機(jī)服務(wù)系數(shù)=110% 功率因子= ·一臺(tái)典型的每1hp可產(chǎn)生4cfm ·1hp=110%= ·所以產(chǎn)生1cfm壓縮空氣需 ·如果每度電費(fèi)為元:1cfm=元/小時(shí) ·1立方米/分= ·所以1立方米/分=元/小時(shí) ·所以一臺(tái)10立方米/分的每年運(yùn)行8,000小時(shí)來(lái)計(jì)算將耗電: 10x8,000x=418400元（無(wú)泄漏狀態(tài)下） 通過(guò)如上公式計(jì)算67立方米/分的流量運(yùn)行8000小時(shí)將耗電（無(wú)泄漏狀 態(tài)）： 管路材質(zhì)摩擦系數(shù)對(duì)比情況下所產(chǎn)生的電費(fèi) 無(wú)縫鋼管10x8000x=418400元 airpipe超級(jí)管路（10x8000x

綜合參數(shù)比較 -康帕斯管道與無(wú)縫鋼管 第一部分：節(jié)能 每立方米/分壓縮空氣的成本 通過(guò)下列計(jì)算可得到， ·假定: 電機(jī)服務(wù)系數(shù)=110% 功率因子= ·一臺(tái)典型的每1hp可產(chǎn)生4cfm ·1hp=110%= ·所以產(chǎn)生1cfm壓縮空氣需 ·如果每度電費(fèi)為元:1cfm=元/小時(shí) ·1立方米/分= ·所以1立方米/分=元/小時(shí) ·所以一臺(tái)10立方米/分的每年運(yùn)行8,000小時(shí)來(lái)計(jì)算將耗電: 10x8,000x=418400元（無(wú)泄漏狀態(tài)下） 通過(guò)如上公式計(jì)算67立方米/分的流量運(yùn)行8000小時(shí)將耗電（無(wú)泄漏狀 態(tài)）： 管路材質(zhì)摩擦系數(shù)對(duì)比情況下所產(chǎn)生的電費(fèi) 無(wú)縫鋼管10x8000x=418400元 airpipe超級(jí)管路（10x8000x

ics13.100 h ys/t××××.4-×××× 鋁及鋁合金管、棒、型材安全生產(chǎn)規(guī)范 第4部分：隔熱型材的生產(chǎn) safe-productionspecificationforaluminiumandaluminiumalloysproductionofextruded tubesandpipes,barsandrods,profiles part4：productionofthermalbarrierextrudedprofiles 中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部發(fā)布 中華人民共和國(guó)有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ××××-××-××發(fā)布××××-××-××實(shí)施 ys ys/txxxx.4-xxxx i 前言 ys/txxxx《鋁及鋁合金管、棒、型材安全生產(chǎn)規(guī)范》分為4個(gè)部

采用橢圓旋扭管反復(fù)凝熔法制備半固態(tài)a356鋁合金漿料。結(jié)果表明:橢圓旋鈕管反復(fù)凝熔技術(shù)具有旋扭強(qiáng)制對(duì)流促進(jìn)初生晶核游離、自攪拌加強(qiáng)熔體剪切、反復(fù)凝熔促進(jìn)形核的作用,可使初生α晶核演變?yōu)榍蛐位蚪蛐尉Я?。橢圓管長(zhǎng)短軸比、旋扭強(qiáng)度以及凝熔頻率對(duì)半固態(tài)漿料的微觀組織有顯著影響。隨著長(zhǎng)短軸比、旋扭強(qiáng)度和凝熔頻率的增大,晶粒細(xì)化和圓整效果顯著提高;但長(zhǎng)短軸比過(guò)大,容易堵塞流道;當(dāng)旋扭強(qiáng)度超過(guò)13.5(°)/cm時(shí),晶粒細(xì)化和圓整效果沒(méi)有明顯提高;當(dāng)凝熔頻率超過(guò)40μm-1時(shí),晶粒細(xì)化作用不再增強(qiáng),圓整度反而降低。在橢圓長(zhǎng)短軸比為1.8-1、旋扭強(qiáng)度為13.5(°)/cm、凝熔頻率為40μm-1的條件下可制得晶粒直徑細(xì)小、形狀圓整的半固態(tài)漿料。

摘要：介紹了zl101a鑄鋁硅合金與鋁合金管6063-t6擠壓管異種材料的焊接方法。該工件作為壓力容器使用，需要承壓，同時(shí)要滿足氣密性要求，尺寸公差要求嚴(yán)格，目前還沒(méi)有相應(yīng)的焊接參考標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)zl101a鑄鋁硅合金自身容易出現(xiàn)裂紋、夾渣、氣孔疏松等缺陷，焊接時(shí)容易出現(xiàn)裂紋、夾渣、氣孔缺陷，焊接質(zhì)量不易保證，通過(guò)對(duì)上述兩種材料的焊接工藝參數(shù)的試驗(yàn)及控制，形成上述材料焊接的工藝參數(shù)．保證了焊接的質(zhì)量。