AZ91D鎂合金半固態(tài)高壓鑄造成形JH70型摩托車發(fā)電機(jī)支架零件的研究.pdf

1、本研究的目的是對(duì)使用低過熱法澆注的AZ91D鎂合金料坯用高頻感應(yīng)加熱方法進(jìn)行二次重熔，在半固態(tài)下壓鑄成形JH70型摩托車發(fā)電機(jī)支架。 采用激冷斜槽法和低過熱法進(jìn)行澆注料坯的試驗(yàn)，在試驗(yàn)中研究了不同澆注溫度和冷卻板傾斜角度對(duì)所澆注料坯的微觀組織的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：1)運(yùn)用激冷斜槽法在650℃下使用45°的傾斜角度可以得到晶粒細(xì)小的微觀組織；2)運(yùn)用低過熱澆注方法在接近液相線溫度的595℃時(shí)可以得到組織較為細(xì)小的非枝晶狀微觀組織。

2、通過比較兩種工藝方法獲得的原始料坯的組織特征以及兩種工藝的特點(diǎn)，使用低過熱法的工藝和設(shè)備更加簡(jiǎn)單，因此使用低過熱法澆注半固態(tài)原始料坯。 采用高頻感應(yīng)加熱裝置和溫度測(cè)定裝置，在實(shí)驗(yàn)室里研究了AZ91D壓鑄鎂合金坯料高頻感應(yīng)加熱二次重熔合適的半固態(tài)重熔溫度、加熱功率和速度、這些工藝參數(shù)對(duì)坯料的觸變性能和微觀組織的影響，以及微觀組織在二次重熔過程中的演化過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：1)該合金合理的半固態(tài)二次重熔溫度為580℃～583℃；2)在

3、優(yōu)化的感應(yīng)加熱工藝條件下，半固態(tài)重熔坯料內(nèi)部的溫差在0℃～1℃，可以得到具有較好觸變性能的半固態(tài)重熔料坯；3)半固態(tài)重熔過程使原始料坯中的初生非枝晶δ組織逐漸演變成球團(tuán)狀和玫瑰花瓣?duì)畹募?xì)小晶粒，滿足了半固態(tài)觸變成形的要求；4)重熔料坯的演化過程中，溶質(zhì)擴(kuò)散起了主要的作用，首先是在熔點(diǎn)較低的共晶界上出現(xiàn)液相，然后由于曲率效應(yīng)使得團(tuán)絮狀組織的凹進(jìn)部分溶質(zhì)富集降低了熔點(diǎn)，隨溫度升高使得晶粒進(jìn)一步細(xì)化，在重熔的后期由于表面張力的作用使得δ粒子圓

4、形度有所增加。 采用實(shí)驗(yàn)室所獲得的二次重熔工藝在中國(guó)嘉陵集團(tuán)重慶九方鑄造有限責(zé)任公司生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)成功地壓鑄成形了JH70型摩托車發(fā)電機(jī)支架半固態(tài)零件。在壓鑄零件的過程中，研究了壓鑄工藝參數(shù)以及模具設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)成形零件的影畸，結(jié)果表明：鎂合金的半固態(tài)壓鑄工藝要求內(nèi)澆口的尺寸較大內(nèi)澆口厚度接近該零件的壁厚，模具的溫度應(yīng)保持在280℃～300℃，壓鑄速度為4.5m/s、壓射壓力和保壓壓力分別為75MPa和350MPa，使用該壓鑄工藝可以得到

5、組織結(jié)構(gòu)和外觀完整的半固態(tài)壓鑄零件。 對(duì)成形前的料坯和成形后的鑄件組織進(jìn)行了觀察并運(yùn)用MAS分析軟件對(duì)用于半固態(tài)觸變成形的料坯和得到的半固態(tài)鑄件的微觀組織進(jìn)行了定量分析。在二次重熔料坯中液相集中的區(qū)域，經(jīng)過擠壓成形之后已經(jīng)與固相混合均勻；另外，在半固態(tài)漿料充型過程中，液相的運(yùn)動(dòng)速度大于固相粒子的運(yùn)動(dòng)速度，因此在料柄部位集中了大量的固相(固相率達(dá)到75％)，在內(nèi)澆口處達(dá)到65％，零件近端為57％，直到鑄件遠(yuǎn)端固相比率降低為55％；

6、由于剪切機(jī)制鑄件固相顆粒的粒徑也有所降低，二次重熔料坯的δ粒子大小在160um左右，經(jīng)過擠壓之后在零件心部δ粒子粒徑變?yōu)?20um左右，其圓形度也由0.5增加到0.55表明擠壓過程起到了細(xì)化晶粒的作用。 將壓鑄出的半固態(tài)零件與液態(tài)壓鑄零件以及二者熱處理后零件取樣進(jìn)行了組織分析并制作了拉伸試樣，對(duì)拉伸試樣測(cè)定強(qiáng)度、延伸率，對(duì)它們的力學(xué)性能進(jìn)行比較，同時(shí)測(cè)定它們的布氏硬度。發(fā)現(xiàn)半固態(tài)鑄件的力學(xué)性能接近國(guó)標(biāo)HB965-82的切取試樣的