鋁合金半固態(tài)漿料制備工藝的研究.pdf

1、半固態(tài)加工技術(shù)的第一步，也是很重要的一步是半固態(tài)漿料的制備。本研究采用機械振動的新方法制備出了ZL101鋁合金半固態(tài)漿料。使用機械振動法制備的鋁合金漿料初生晶粒平均尺寸為60μm～100μm，形狀圓整，固相率可在5%～65%內(nèi)變化，適合各種半固態(tài)流變成形方法。
　　 本研究首先包括機械振動制漿設備以及壓鑄模具的研制設計。其中機械振動裝置的振幅和頻率可調(diào)，振幅通過調(diào)整裝置中振動電機的偏心塊來控制，頻率則由變頻器控制。壓鑄模具使用于

2、臥式冷室壓鑄機，其型腔根據(jù)標準壓鑄試樣的尺寸設計。
　　 其次，本文研究了在機械振動的條件下液體的對流規(guī)律。通過研究聚苯乙烯顆粒－水模型在振動下的對流，發(fā)現(xiàn)振動臺振幅較大時，液面振幅也較大，液體內(nèi)部的整體對流比較強烈；振動臺振動頻率較大時，液面處的振幅較小，但是液面振動加快，液體由液面向下對流速度增大。液體的對流速度從液面向下呈減弱趨勢。
　　 探討了在機械振動條件下半固態(tài)非枝晶組織的形成機理。使用水－30%wt.NH4

3、Cl溶液模擬合金熔體在振動對流下的形核結(jié)晶，通過試驗發(fā)現(xiàn)，靜止狀態(tài)下過冷的液體內(nèi)生長出發(fā)達的樹枝晶，而振動使得溶液大量形核，生成均勻細小的等軸晶。提出在振動的條件下非枝晶組織的形成機理為過冷熔體在振動的作用下大量形核，生成細小的等軸晶，這些等軸晶在熔體的對流作用下，其各個方向均勻生長，最終成為近球狀的顆粒。
　　 分析了振動制漿的工藝參數(shù)對半固態(tài)漿料質(zhì)量的影響。鋁合金半固態(tài)漿料的晶粒的平均等效直徑隨著振動振幅和頻率的提高而減小，

4、隨著保溫時間和保溫溫度的增大而增大；晶粒的平均形狀系數(shù)隨著振幅以及振動頻率的增大而增大，隨著保溫時間的增大先增大后減小，而在605℃左右保溫時較高；固相率隨著振動頻率的增大而增大。另外，澆注溫度越高，漿料質(zhì)量越差，固相率越低。添加Al-5Ti-B細化劑有助于漿料晶粒的細化。
　　 分析了制漿工藝條件對壓鑄件質(zhì)量的影響，并提出了適用于半固態(tài)流變壓鑄的振動制漿最佳工藝。通過壓鑄試驗發(fā)現(xiàn)，振動頻率以及保溫溫度對鑄件質(zhì)量的影響較為重要，