鎂合金半固態(tài)非枝晶組織制備及壓鑄工藝研究.pdf

1、目前鎂合金半固態(tài)成形技術(shù)研究所用合金成分均在第二組元的固溶度極限范圍內(nèi)，亦即沿用傳統(tǒng)商業(yè)牌號的合金。論文突破傳統(tǒng)，大膽選擇亞共晶范圍內(nèi)的鎂鋁合金進(jìn)行半固態(tài)觸變壓鑄的研究和探索。這樣，首先面臨的問題是如何制備適于半固態(tài)加工的合金坯料，半固態(tài)等溫?zé)崽幚矸▽⒎侵ЫM織坯料的制備與二次加熱合并為一個步驟，其中前期的錠料熔鑄、半固態(tài)坯料制備等工藝過程控制是決定半固態(tài)觸變壓鑄成敗的關(guān)鍵。因此，本部分選擇了含鋁量分別為15％，20％，25％三種不同成

2、分的鎂合金，對其等溫?zé)崽幚磉^程的組織演變做了系統(tǒng)研究，前期的初步試驗(yàn)證明了此方案的可行性。最終得到具有觸變性的半固態(tài)非枝晶組織。 論文通過等溫處理法制備半固態(tài)坯料，研究了含鋁20％和15％鎂合金半固態(tài)觸變壓鑄的工藝特點(diǎn)及對組織、力學(xué)性能的影響。采用自行設(shè)計的壓鑄機(jī)加熱式壓室改變了傳統(tǒng)壓鑄機(jī)不能用于半固態(tài)壓鑄的狀況，加熱的壓室補(bǔ)充了合金液所散失的熱量，減緩了合金溶液在壓室中凝固的速度，保證金屬有較好的流動性，以滿足半固態(tài)鎂合金壓鑄

3、成形的要求。實(shí)驗(yàn)中考察壓射速度、壓射比壓和模具溫度三個工藝參數(shù)對壓鑄件力學(xué)性能和組織的影響，把其中兩個參數(shù)固定在較佳值，考察第三個參數(shù)的影響。對于20％合金，在壓射比壓40MPa，壓射速度4 m／s，模具溫度160℃時其力學(xué)性能最佳，抗拉強(qiáng)度為220MPa，伸長率為5.63％，硬度值98.5HB，沖擊韌性8.53J／cm2。在對半固態(tài)壓鑄零件進(jìn)行T4處理后，其力學(xué)性能均有所提高，其抗拉強(qiáng)度達(dá)到了238MPa，，伸長率達(dá)到了6.71％。觸

4、變壓鑄成形后的組織比等溫處理后更加均勻、細(xì)小。通過對半固態(tài)成形試棒拉伸斷口形貌分析，發(fā)現(xiàn)半固態(tài)成形拉伸試棒的斷裂方式主要為沿晶斷裂。 為了便于比較，通過正交實(shí)驗(yàn)，研究了15％合金的液態(tài)壓鑄工藝。研究結(jié)果表明，壓鑄工藝參數(shù)對15％鎂合金力學(xué)性能影響的顯著性。對抗拉強(qiáng)度的影響由大到小依次為：壓射速度、模具溫度、澆注溫度、壓射比壓；延伸率依次為：澆注溫度、模具溫度、壓射速度、壓射比壓。15％鎂合金壓鑄工藝最優(yōu)方案為：澆注溫度為650℃