半固态挤压铸造工艺参数对alsimg连杆的显微组织以及力学性能的影响

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1、半固态挤压铸造工艺参数对AlSi9Mg连杆的显微组织以及力学性能的影响中文翻译1.简介半固态金属加工（SSM）是一个将传统的热锻造和铸造优势结合的技术。它可以在近净形成型过程中形成的具有高质量的工件，这种技术已经被视为二十一世纪生产中最有前途的技术之一。在SSM加工可以分为成形和流变成形。由于在运输和自动化的方便，触变成形广泛用于汽车工业制造镁合金和铝合金。除了获得非枝晶，小，近球形结构，触变成形的另一个重要特性是它的能力，它能较好地减少缺陷如缩松和液体分离。高压压铸（HPDC）被广泛用于形成SSM，但很难完全消除孔隙由于其填充率高，

2、导致湍流模腔填充和凝固收缩。挤压铸造（SC）是一个通用的术语来表示一个制造技术在凝固过程是在高压下的推广，结合压铸的优点和锻造成一个单一的操作，液态金属在压力下凝固的应用。这使生产部件有着高完整性和好的力学性能。因此，半固态挤压铸造（SSSC），这可以被看作是半固态成形和挤压铸造的一个组合工艺，能够进一步提高产品性能。挤压铸造工艺参数对铝合金、镁合金及其复合材料的组织性能的影响已进行了大量的研究。近年来，应用SC在铝合金半固态加工的研究已在进行了。Mao.等人研究了流变挤压铸造A356铝合金。结果表明：当注射压力为22MPa时，模腔不

3、完全填充的然而，随着压力增加到34MPa，腔可以完全填充和铸件表面质量很好。Burapa等人研究了初级阶段形态对AlSiMgFe合金半固态挤压铸件力学性能的影响。Lu等人，Dai等人研究了间接超声振动过程的流变挤压铸造铝合金（RSC）效应和挤压力和模具温度对显微组织和力学性能的影响。然而，很少有人进行了对AlSi9Mg合金半固态挤压铸造的研究。AlSi9Mg铝合金连杆，具有复杂的几何形状（如图1所示），需要特殊的机械性能，被广泛应用在汽车制造业。两连杆的形状相同但大小不同，较大的一个（连杆，图1（a））是265克，较小的一个（连杆B，

4、图1（b））是208g，在这项研究中，一种间接的半固态挤压铸造过程中被用来制造连杆。半固态挤压铸造过程中，施加的压力，浇注温度和模具温度的主要参数的影响的显微组织和力学性能。因此，对这三个参数对连杆由SSSC的微观结构和力学性能的影响的研究已经为这个过程中应用的重要意义。2.实验过程AlSi9Mg合金连杆的化学成分（wt%）合金的是：硅9.23%，镁0.25%，锰0.5%，和铝平衡。该合金的液相线温度和固相线温度分别是595℃和555℃。用差示扫描量热法（DSC）的方法描述随着温度的固相分数的曲线，如图2所示。用电磁搅拌（EMS）制备

5、AlSi9Mg合金半固态浆料。铸坯切成100毫米?型号：，在半固态温度区再热约10分钟。随后，浆立即倒入模具型腔的挤压铸造机形成。模具预热到一定温度后浇。压力施加到浆立即在模具型腔充填结束，保持10s直到凝固结束由400吨垂直挤压铸造液压装置（sch-400a）。杆装置由SSSC工艺制造连接图如图3所示。在SSSC的过程，浇注温度，模具温度，速度和应用挤压力是主要的工艺参数，挤压力和挤压速度的相互影响。在这项研究中，只有所施加的挤压力（P）和浇注温度（TP）和模具预热温度（Td）在实验过程中变化，才能发现每个对显微组织和力学性能的连杆

6、由SSSC的影响。表1显示了实验条件的细节。对金相检验标本从连杆的每个样本中切断大致地，精细打磨和用0.5%的HF溶液蚀刻。的显微组织，用光学显微镜观察和分析。样品的显微照片进行定量金相分析软件分析。等效粒径（D）和形状因子（SF）的初级阶段使用以下方程计算：d=4Aπ（1）4πAp2（2）Sf=其中，A和P分别是一个粒子的面积和周长，SF值从0变化到1，当SF值接近1，颗粒形状接近于一个圆。平均粒径（APD）和平均形状因子（ASF）是基于计数的当量直径和形状中所有主要因子α粒子。拉伸试样的矩形截面的连杆加工，其形状和尺寸如图4所示。

7、拉伸试验是在1.25毫米/分钟的十字头速度的万能材料试验机上进行的。3.结果分析3.1SSSC连杆的一般结构图5显示了典型的SSSC连杆。图像表明，由SSSC加工的连杆的表面是完整的，它表明，SSSC条件下充型能力好，整个模腔完全充满。图6显示了采用常规液体SC（浇注温度680℃，压力100MPa，模具温度250℃）连杆的结构。从图6可以看出，有许多典型的初级铝枝晶的长度超过150毫米。图7显示了在连杆的SSSC的条件下制作不同位置的组织：挤压力100MPa，浇注温度和模具温度250℃和575℃。可以看出，非树枝状的初生α-Al颗粒在

8、整个铸造过程中运行和演化是一致的。组织均匀的连杆和运行表明，一旦模具型腔填充完成后，剩余的液体凝固?阳离子可能整个组件[19]发生。此外，在微观结构有两种主要的成分：比较大的铝球（标记为α1-A1）晶粒直径约30–35毫