RE對電錘用鎂合金曲軸箱件組織和性能的影響.pdf

1、鎂合金有密度小、比強度和比剛度高、良好的減振性能和極佳的電磁屏蔽性能等一系列特點。而鎂合金壓鑄件具有尺寸穩(wěn)定性高、生產(chǎn)效率高、加工容易并且與模具的附著力小能夠延長模具的使用壽命等優(yōu)點。隨著我國壓鑄技術(shù)的提高、壓鑄設(shè)備及工藝的不斷改進,越來越多的電動工具生產(chǎn)企業(yè)希望將鎂合金應(yīng)用到電錘類電動工具的部分零部件當中,在降低電錘類電動工具自重的同時亦能夠達到減振降耗的目的,使其產(chǎn)品在整個電錘類電動工具行業(yè)中更具競爭力。
　　 AZ91D和

2、AM60B是工業(yè)當中最為廣泛應(yīng)用的壓鑄鎂合金。AZ91D合金的強度較高,韌性不足;AM60B合金的韌性較好,但是強度有待提高。生產(chǎn)電錘的企業(yè)單純的將AZ91D和AM60B合金壓鑄成電錘用的鎂合金曲軸箱件后,發(fā)現(xiàn)電錘在使用過程中,鎂合金的曲軸箱較鋁制的曲軸箱會過早的發(fā)生破壞,從而導(dǎo)致電錘整體功能喪失,影響了電錘的使用。因此本文以AZ91D和AM60B合金為基礎(chǔ),試圖通過添加富Ce混合稀土,提高合金的綜合性能,以達到延長電錘用鎂合金曲軸箱件

3、使用壽命的目的。
　　 本文應(yīng)用光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線衍射分析儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)等分析手段,通過對合金拉伸性能、布氏硬度等力學(xué)性能的測試分析,首先在實驗室重力鑄造的條件下得到最優(yōu)的合金配比,然后在工廠壓鑄階段在鎂合金當中添加適量的RE,之后對壓鑄出來的鎂合金曲軸箱件裝機進行臺架試驗,研究稀土對電錘用鎂合金曲軸箱件使用壽命的影響,并比較其顯微組織和性能的差異,最終達到提高合金的綜合性能,延長電錘用鎂合金曲軸

4、箱件使用壽命的目的。
　　 研究結(jié)果表明,在實驗室重力鑄造條件下,向AZ91D合金中加入適量的RE能細化合金中α-Mg相,同時β-Mg17Al12相由連續(xù)的網(wǎng)狀變?yōu)榧毿浬⒎植嫉念w粒狀或骨骼狀,且形成一種針狀的新的Al4RE相。當加入1.0％的RE時,對AZ91D合金細化變質(zhì)效果最好。同時,RE的加入提高了合金鑄態(tài)下的力學(xué)性能,當添加1.0%的RE時,鑄態(tài)合金的布氏硬度和抗拉強度分別達到64.6HB和175MPa,比原合金分別提

5、高了12.3%和15.9%。在工廠實際生產(chǎn)條件下,向AZ91D合金中加入1.0%的RE之后,鎂合金壓鑄件的顯微組織得到細化,β相的變質(zhì)良好,合金的平均晶粒尺寸由原來的351μm細化到20μm;合金壓鑄件的布氏硬度和沖擊韌性分別達到70.8HB和11.8J·cm-2,比原合金分別提高了10.5%和34.1%。最終曲軸箱壓鑄件的臺架耐久時間由原來的180小時提高到210小時。
　　 在實驗室重力鑄造條件下,向AM60B合金中添加適量

6、的RE同樣能細化合金中α-Mg相,同時β-Mg17Al12相由半連續(xù)的網(wǎng)狀變?yōu)榧毿浬⒎植嫉念w粒狀或骨骼狀。當加入1.0%的RE時,對AM60B合金細化變質(zhì)效果最好。RE的加入同樣提高了AM60B合金重力鑄造下的力學(xué)性能,當添加1.0%的RE時,合金的布氏硬度和抗拉強度分別達到55.3HB和152MPa,比原合金分別提高了12.2%和18.8%。在工廠實際壓鑄條件下,向AM60B合金中分別添加1.0%的RE和3.3%Mg-30RE中間合

7、金后,合金壓鑄件的顯微組織都得到了細化,β相的變質(zhì)良好,但添加Mg-30RE中間合金的壓鑄件比添加RE的AM60B合金壓鑄件顯微組織中的β相更細小、分布的更彌散,合金的平均晶粒尺寸由原來的391μm細化到20μm。添加3.3%Mg-30RE中間合金后,AM60B合金壓鑄件的布氏硬度和沖擊韌性分別達到63.4HB和18.8J·cm-2,比原合金分別提高了14.0%和37.2%,均好于單純添加1.0%的RE的AM60B合金壓鑄件。壓鑄態(tài)下A