觸變模鍛A356鋁合金輪轂的工藝與組織性能研究.pdf

1、本課題的研究目的是開發(fā)一種制備工藝簡單、生產(chǎn)成本低的A356鋁合金半固態(tài)坯料制備的新方法，研究鋁合金半固態(tài)坯料的二次加熱工藝及組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)半固態(tài)模鍛模具，探討半固態(tài)模鍛成形理論及工藝，并與液態(tài)模鍛成形對比，最后通過正交試驗(yàn)的方法優(yōu)化A356鋁合金半固態(tài)模鍛成形輪轂的T6熱處理工藝。
　　 在分析了低過熱澆注法和添加晶粒細(xì)化劑法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本課題提出半固態(tài)坯料的低過熱澆注和晶粒細(xì)化復(fù)合制備技術(shù)，該技術(shù)工藝簡單、

2、無需特殊設(shè)備、有利于降低坯料制備成本等優(yōu)點(diǎn)。研究了熔體澆注溫度、化學(xué)晶粒細(xì)化添加量對半固態(tài)坯料組織的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)低過熱澆注和晶粒細(xì)化復(fù)合制備技術(shù)制備A356合金半固態(tài)坯料的最佳澆注溫度為635℃，Al-5Ti-1B晶粒細(xì)化劑添加量為0.2％，可制備出晶粒平均尺寸約為40μm的球形晶坯料。
　　 二次加熱實(shí)驗(yàn)主要研究了加熱溫度和加熱時(shí)間對A356鋁合金半固態(tài)圓棒坯料二次加熱組織的影響，探討坯料在二次加熱過程中的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律與機(jī)理

3、。A356鋁合金圓棒坯料二次加熱組織轉(zhuǎn)變過程可分為固態(tài)成分均勻化、液相增加以及α-Al晶粒的長大球化三個(gè)階段，結(jié)果表明:A356鋁合金圓棒坯料的最佳二次加熱工藝參數(shù)為:加熱溫度為600℃，加熱時(shí)間為60min。
　　 模鍛成形部分首先設(shè)計(jì)了半固態(tài)觸變模鍛成形模具，之后研究坯料加熱溫度和鍛壓力對半固態(tài)觸變模鍛成型及模鍛件組織性能的影響規(guī)律，優(yōu)化半固態(tài)觸變模鍛工藝參數(shù)制造A356鋁合金輪轂毛坯與樣品，同液態(tài)模鍛相比較。半固態(tài)觸變模鍛

4、在提高模鍛件的表面質(zhì)量、尺寸精度和內(nèi)部組織致密度方面存在較為明顯的優(yōu)勢。
　　 正交試驗(yàn)結(jié)果表明:A356鋁合金半固態(tài)模鍛件的T6熱處理方案為:固溶溫度為535℃，固溶時(shí)間為2小時(shí)，失效溫度為200℃，失效4個(gè)小時(shí)。二次加熱溫度為595℃，鍛壓力為100T的A356鋁合金輪轂在經(jīng)過優(yōu)化的T6熱處理后，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別為332MPa、283 MPa和11.8％，比經(jīng)過熱處理的液態(tài)模鍛件分別提高了18.9％、19.9％