半固態(tài)合金熔體流變充型理論研究.pdf

1、鑒于半固態(tài)合金觸變成形技術(shù)成本高、坯料加熱易造成二次夾渣等，而半固態(tài)合金熔體流變成形技術(shù)具有流程短、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此，半固態(tài)合金熔體流變成形技術(shù)越來(lái)越受到世界同行的重視。半固態(tài)合金熔體流變充型理論是半固態(tài)流變成形技術(shù)的工藝?yán)碚撝?，目前，流變充型理論的研究還不系統(tǒng)、不完善，其完善與否將直接影響到半固態(tài)合金流變成形技術(shù)的推廣和應(yīng)用。本文對(duì)半固態(tài)合金熔體流變充型能力、沿程流動(dòng)過(guò)程中初生相的演變規(guī)律、流變充型極限長(zhǎng)度、充滿型腔的臨界條件等進(jìn)

2、行了比較系統(tǒng)的研究。 采用實(shí)驗(yàn)的方法研究了半固態(tài)合金熔體原始組織特征參數(shù)對(duì)充型能力的影響，分析了原始組織初生固相率、晶粒尺寸和形狀因子對(duì)充型能力的影響。通過(guò)回歸分析，建立了原始組織特征參數(shù)與充型長(zhǎng)度的數(shù)學(xué)表達(dá)式。研究了充型壓力、充型速度對(duì)充型能力的影響，并分別建立了充型壓力、充型速度與充型長(zhǎng)度的關(guān)系。 以半固態(tài)擠壓鑄造螺旋線試樣為對(duì)象，用定量金相的方法研究了充型過(guò)程中半固態(tài)合金熔體初生固相率、晶粒尺寸和形狀因子的演變規(guī)律

3、；揭示了充型壓力、充型速度對(duì)沿程流動(dòng)初生相組織演變的影響；對(duì)半固態(tài)合金熔體充填螺旋線的流變充型方式進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，其流變方式屬于均勻流變。在本實(shí)驗(yàn)條件下充型前半固態(tài)合金熔體的原始組織、充型壓力和速度不會(huì)引起均勻流變向分離流變轉(zhuǎn)變。 以半固態(tài)合金熔體在圓管、矩形管中充型為例，結(jié)合半固態(tài)合金熔體具有賓漢體的流變特性，通過(guò)理論分析提出了可以定量計(jì)算半固態(tài)合金熔體流變充型極限長(zhǎng)度的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)半固態(tài)擠壓鑄造實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，計(jì)算

4、值與實(shí)際測(cè)量值相比較，最大相對(duì)偏差≤7．8﹪。 通過(guò)對(duì)半固態(tài)合金熔體流變充型過(guò)程的物理分析，結(jié)合半固態(tài)合金熔體的流變特性，根據(jù)充型驅(qū)動(dòng)力大于或等于充型阻力和阻流通道內(nèi)不可流動(dòng)層厚度小于阻流截面最小厚度的1/2這兩個(gè)充型臨界條件，運(yùn)用不可壓縮粘性流體流動(dòng)理論，提出了半固態(tài)合金熔體充滿型腔的臨界條件。該條件包括了設(shè)備參數(shù)、工藝參數(shù)、材料參數(shù)和模具參數(shù)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可以用來(lái)指導(dǎo)半固態(tài)流變成形工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型，并能進(jìn)行缺陷預(yù)測(cè)和充型