高強韌壓鑄鋁鎂合金組織及力學(xué)性能研究.pdf

1、壓力鑄造作為一種液態(tài)精確成型方法,具有生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟指標(biāo)優(yōu)良、鑄件尺寸精度高和互換性好等優(yōu)點,在制造業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用和迅速的發(fā)展。鋁合金在所有壓鑄合金中應(yīng)用最為廣泛,但因強韌性不夠理想導(dǎo)致其應(yīng)用范圍受到較大的限制,特別不適用于汽車、摩托車等結(jié)構(gòu)受力和碰撞的零件。開發(fā)優(yōu)化新型高強韌壓鑄鋁合金乃當(dāng)務(wù)之急。本文通過對有色合金標(biāo)準(zhǔn)試樣壓鑄工藝方案進行模擬分析和改進以及高強韌壓鑄鋁鎂合金的壓鑄試驗,得到了壓鑄鋁鎂合金的最佳成分配比、壓鑄工藝參

2、數(shù)和人工時效工藝。
　　采用Flow-3D軟件對現(xiàn)有推薦的標(biāo)準(zhǔn)試樣壓鑄工藝方案進行了模擬分析和改進,同時設(shè)計和優(yōu)化了適于高真空壓鑄的工藝方案。結(jié)果表明,現(xiàn)有的壓鑄工藝方案在低速充填階段時,試樣的橫澆道內(nèi)會出現(xiàn)金屬液回流卷氣現(xiàn)象。將直澆道與橫澆道的過渡圓角加大到30mm時,該回流卷氣現(xiàn)象明顯減小。改用緩沖包結(jié)構(gòu)與錐形橫澆道結(jié)合的方案時,回流和卷氣現(xiàn)象則發(fā)生在橫澆道兩端的緩沖包中,從而就避免了卷氣的金屬液進入試樣型腔中,有利于鑄件品質(zhì)

3、的改善。采用在試樣溢流槽側(cè)面設(shè)置排氣道時,能有效消除不同試樣間排氣道的封閉現(xiàn)象,從而保證后充填試樣有足夠的排氣時間,有利于鑄件內(nèi)部質(zhì)量的提高。
　　本文以高強韌壓鑄鋁鎂合金為基礎(chǔ),通過正交試驗方法,研究了Mg、Si、Mn元素含量對標(biāo)準(zhǔn)試樣的力學(xué)性能的影響。試驗結(jié)果表明:在合金中主要化學(xué)成分為Mg5.4％、Si2.0%、Mn0.77%、Fe≤0.20%時合金的綜合力學(xué)性能最佳,其壓鑄試樣的抗拉強度、屈服強度、伸長率和硬度分別可以達到

4、353.58MPa、204.53MPa、12.46%和102.05HV5。
　　本文研究了壓鑄工藝參數(shù)如壓射壓力、速度及快壓射轉(zhuǎn)換位置等對優(yōu)化后的合金壓鑄試樣內(nèi)部質(zhì)量及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)壓射比壓為100MPa,高速壓射,快壓射轉(zhuǎn)換位置在220mm時,試樣外觀成形良好,組織致密,無縮孔氣孔缺陷,其抗拉強度和伸長率分別為351MPa和13.77%。此外,還探索了人工時效處理對壓鑄試樣的組織和力學(xué)性能的影響,當(dāng)將試樣加熱到25