A356铝合金半固态流变挤压铸造工艺研究.pdf

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1、2013年·第4期技术与研究中国材料科技与设备(双月刊)A356铝合金半固态流变挤压铸造工艺研究刘艳华，钱娜，袁英(江西渝州科技职业学院新能源工程学院，江西新余338029)摘要：本文介绍了一种新型的成形工艺～半固态流变挤压铸造，并对铝合金弹壳体(深筒薄壁件)进行了试验，研究了成形件不同部位的显微组织。结果表明：该成形工艺工艺流程简单，成形件表面品质优质。由于所受压力分布不均匀，成形件内部不同部位的显微组织存有差距。在零件的横断面，中部固相近球形颗粒数目增多，靠近零件内表面边缘的固相近球形颗粒数目减少，液相数量明显增多。而底部显微组织与半固态浆料成形前的显微组织基本一样。关键

2、词：流变成型；半固态；挤压铸造；微观组织中图分类号：TG249．9；TP391．9文献标识码：A表1试验用A356铝合金化学成分(质量分数，％)0引言挤压铸造工艺可实现少无切削加工、简化模具结构、缩短产品生产周期、能制造用传统方法难以制造的复杂工件，从而可减少汽车及飞行器的结构重量、提高结构性能，1．2半固态浆料制备改变传统压铸成形件成品率低、缺陷多的现状，适应大批半同态流变技术的关键在于控制浆料的冷却速度和强量的生产要求_】]。但液态浇注其温度过高，提高了工艺制对流速率，制备出优质的半固态浆料。浆料质量的好坏成本，且熔融态的金属液对模具的热冲击较大，成型零件对流变挤压铸造工

3、艺及成形件的影响具有决定性的影响，的热裂倾向明显。因而半同态浆料制备是整个技术的核心和基础。半同态浆半固态金属成型工艺(Semi—solidProcessing)经过料的流变性能决定了流变充型的效果，也决定了半固态挤3O年的发展，已经成为一项极具优势的近净成形技术，它压的效果。半固态将料制备方法主要是强化对流、添加凝具有充型平稳、制件致密性高、对模具的热冲击小、力学固控制剂及温度控制等3大类_】。-。比如搅拌法(机械搅性能高等特点。其主要技术路线包括触变成型(thixoform-拌、电磁搅拌)、液相线铸造法、SIMA、NRC等均可以用ing)和流变成型(rheo{orming

4、)工艺一一。来进行半固态浆料制备。本实验是用液相线铸造法制备半触变成型是通过将合金重熔至半固态区间后进行成型固态浆料，显微组织如下图1所示。的工艺，传统的半固态挤压铸造工艺便属于该成型方法。且在工业界中得到了成功应用，目前国外已经形成了一定商业生产规模。但随着触变成形技术的推广和应用，其主要缺陷也逐渐暴露出来：浆料制备成本高，设备投资大、坯料的成分和微观结构的不均匀性、浆料制备过程控制难度大等等一。近年来，学术界和商业界都普遍关注流变成形技术，该T艺具有低能耗、T艺流程短、设备简单等特点，容易被中小型生产企业所接受，被认为具有较好的工业应用图1半固态铝合金A356的微观前景。

5、组织形貌1试验l-3流变挤压铸造工艺流程1．1试验材料流变挤压铸造是将流变制浆工艺与挤压铸造成形工艺试验以ZL101铸造铝合金和工业纯铝为原料，在相结合的一种成形方法，是一种高效、低耗的新兴金属加6．3kw电阻式加热炉内进行合金熔炼，获得A356合金，工工艺。它与液态挤压铸造相比，成形时金属以半固态的其化学成分(质量分数，0Z0)如表1所示。该试验合金的液形式存在，成形温度较低，可以明显延长模具的使用寿命，相线温度为614℃，同相线温度为572℃。液固温度区间达同时可提高制件精度与生产效率，并且制件可获得相对较42℃左右。高的综合力学性能_6]。工艺流程见图2。*作者简介：刘

6、艳华(1981一)，男，教师，主要从事高性能材料制备与成型方面的研究。E—mail：lyhncu@163．corn·50·httptI}R㈣．cmasteq．com2013年·第4期技术与研究中国材料科技与设备(双月Tq)车一艺与材料，2001(9)：13—16．T．)lk应用及其思考EJ]．机械工程学报，2004，39(11)：52—6o．[6]W．G．Cho，c．G．Kang．Mechanicalpropertiesand[9]Z．Fan．Semisolidmetalprocessing[C]．Internationaltheirmicrostructureevaluat

7、ioninthethixoformingprocessofsemi—MaterialsReviews，2002，47(2)：49—85．solidaluminumalloys[J]．JournalofMaterialsProcessingTech—[1O]刑书明，曾大本，马静，等．半固态挤压铸造[c]．中nology，2000(105)：269—277．国压铸、挤压铸造、半固态加工学术年会会议论文集，山东烟台，[7]S．Kleiner，O．Befort，A．Wahlen，P．J．Uggowitz—200