離心鑄造鋁基復合材料梯度功能盤狀零件成形工藝研究.pdf

1、本文重點研究了離心鑄造鋁基復合材料梯度功能盤狀零件的成形工藝。自行研制了一套由離心鑄造機、PLC控制器、澆注設備及起吊裝置組成的立式離心鑄造試驗設備，用于成形SiC顆粒在徑向呈梯度分布的盤狀零件。試驗材料為機械攪拌法制備的均質SiC顆粒增強鋁基復合材料。它的工作過程是：運用PLC控制器控制電機轉速，帶動離心鑄型旋轉，用澆包將金屬液澆入鑄型中成形零件。鑄件的取出及鑄型模具的合模由起吊裝置完成。 設計了三條離心機轉速隨時間變化的旋轉

2、工藝曲線，最高轉速分別為800r/min、900r/min、1000r/min，總的工作時間分別為230s、240s、260s，并通過指令輸入PLC中，分別對應程序選擇器中的程序1、2、3檔。 為了探討電機轉速、澆注溫度、鑄型溫度等工藝參數(shù)對顆粒增強相分布的影響，設計了三種不同參數(shù)的澆注工藝，并采用這三種工藝澆注成形了16個盤狀零件。 通過組織觀察和顆粒面積百分比的測量得出這三種澆注工藝成形的零件顆粒所占面積百分比從邊部

3、到心部均成下降的梯度分布，其中采用澆注工藝Ⅲ的7＃零件顆粒梯度分布最為明顯，這是由于澆注工藝Ⅲ的鑄型溫度和離心機轉速最高。說明鑄型溫度越高、離心機轉速越高、澆注溫度越高，則顆粒在徑向梯度分布越明顯，可以通過改變這些工藝參數(shù)，獲得所需要的顆粒梯度分布。 對5＃和7＃零件分別進行T6和T5熱處理，并分別測定它們沿徑向的硬度分布。結果表明，兩個零件的硬度的分布趨勢與它們的顆粒所占的面積百分比的分布趨勢一致，從邊部到心部硬度值逐漸降低，