易切削鋁合金的組織與性能研究.pdf

1、采用力學性能測試、X射線衍射物相分析(XRD)、掃描電子顯微分析(SEM)和能譜分析(EDS)、差熱分析(DSC)、透射電鏡分析(TEM)和金相實驗方法(OM)研究了不同處理態(tài)的五種易切削鋁合金棒材的組織與性能。在此基礎上，采用晶間腐蝕法和現(xiàn)場切削試驗研究了合金的腐蝕性能和可切削性能。結果表明： 1)用微量Sn來取代Pb，在傳統(tǒng)2011合金的基礎上設計開發(fā)了2011A合金，經(jīng)熱處理工藝優(yōu)化后，2011易切削鋁合金固溶一冷拉后的最

2、佳時效熱處理工藝為170℃/8h，在此工藝條件下，合金棒材的抗拉強度為471MPa，屈服強度為378MPa，延伸率為10.1％；Sn、Bi微合金化的無鉛易切削2011A合金固溶一冷拉后的最佳時效熱處理工藝為160℃/6h，在此工藝條件下，合金棒材的抗拉強度為473Mpa，屈服強度為391Mpa，延伸率為11.2％，合金的抗拉強度與2011合金相當，而屈服強度和延伸率分別提高13Mpa和1.1％，綜合力學性能優(yōu)于2011合金；而晶間腐蝕實

3、驗和現(xiàn)場切削實驗表明2011A合金的耐腐蝕性能與2011合金相當，而切削性能比2011合金好。 2)在傳統(tǒng)6262合金的基礎上，用Sn或者Sn和Bi來取代6262合金中的Pb和Bi，設計了6020、6020A、6020B三種易切削合金，經(jīng)熱處理工藝優(yōu)化后，無鉛易切削6020鋁合金固溶-冷拉后的最佳時效熱處理工藝為170℃/6h。在此工藝條件下，合金的抗拉強度、屈服強度和延伸率分別為351MPa、336MPa，和13.5％；無鉛易

4、切削6020A鋁合金固溶-冷拉后的最佳時效熱處理工藝為170℃/6h。在此工藝條件下，合金的抗拉強度、屈服強度和延伸率分別為314MPa、286MPa．和12.8％，無鉛易切削6020B鋁合金固溶-冷拉后的最佳時效熱處理工藝為170℃/10h。在此工藝條件下，合金的抗拉強度、屈服強度和延伸率分別為348MPa、339MPa和12.5％，T8狀態(tài)下，三種合金的力學性能都達到或者優(yōu)于含鉛6262合金；切削性能研究表明，6020A合金的切削性

5、能比6262合金稍好，而6020合金與之相當，而6020B合金稍差。 3)Sn、Bi微合金化技術替代有毒Pb開發(fā)易切削鋁合金的技術原理是：2xxx合金中通過添加Sn、Bi形成低熔點組織組成物Sn、Bi、SnBi來保證合金的易切削性，而彌散分布的CuAl<,2>則保證合金的綜合力學性能，6xxx合金中通過添加Sn、Bi形成低熔點組織組成物Mg<,2>Sn、Sn、Mg<,3>Bi、Bi來保證合金的易切削性，而彌散分布的Mg<,2>S

6、i則保證合金的綜合力學性能。 4)與2011合金相比，2011A合金在170℃時效時達到峰值的時間減少大約2/3，這是因為合金中Sn的加入影響了合金的時效過程，壓縮GP區(qū)和θ″的形成，促進θ′相的形核，從而使得合金在相同溫度下達到峰值強度的時間縮短，而且Sn能夠細化CuAl<,2>相，阻止其長大。 5)6020合金經(jīng)過擠壓后Mg<,2>Sn主要以六方形式存在，固溶以后即轉變?yōu)榱⒎浇Y構，這是因為Mg<,2>Sn的六方結構是