易切削almgsi合金的研究

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1、摘要采用硬度测试、金相实验方法、X衍射物相分析(XRD)、扫描电子显微分析(SEM)和能谱分析(EDS)研究了添加Sn或Sn和Bi的无铅易切削Al-Mg-Si合金铸态下的组织和性能以及最优热处理工艺，并进行切削试验，研究了四种Sn含量、三种Bi含量、传统含铅6262铝合金这八种合金铸态下和热处理态的切削性能。结果表明：(1)在传统含铅的易切削铝合金6262的基础上，用Sn取代6262合金中的Pb和Bi，设计出了A组的四种合金。四种合金的含Sn量分别为0.9%、1.1%、1.3%和1.5%，铸态下的硬度分别为：HB60.3、HB53.2、HB59.6和HB45.1。且铸态

2、下含Sn1.3%的合金切削性能为最好。因而A组中含1.3%Sn的合金具有最佳力学性能和切削加工性能的综合。(2)含Sn1.3%的易切削铝合金经热处理工艺优化后，合金固溶后的最佳时效处理工艺为160℃×8h，在此工艺条件下，合金的硬度为HB101。固溶+时效态合金的切削加工性能相对铸态更差，但是表面光亮度更高。(3)在A组合金研究的基础上，向合金中添加微量的Bi，设计出B组三种成分的合金。三种合金的含Sn量均为1.3%，含Bi量分别为0.4%、0.5%和0.6%，铸态下三种合金的硬度分别为：HB60.1、HB59.5和HB51.9。铸态下含Bi0.5%的合金切削加工性能最

3、好。因而B组中含1.3%Sn和0.5%Bi的合金具有最佳力学性能和切削加工性能的综合。(4)含Sn1.3%、Bi0.5%的易切削铝合金最优热处理工艺为：固溶处理+160℃×8h时效处理，此时，合金的硬度为HB98.3。固溶+时效处理后的合金的切削加工性能与铸态下相当，但是热处理后合金的表面更光亮。(5)本试验中，铸态下传统的6262易切削合金硬度为HB55.8。从力学性能和切削加工性能方面来看，含1.3%Sn的Al-Mg-Si合金和含1.3%Sn和0.5%Bi的Al-Mg-Si合金都能替代传统的6262合金，但是添加了Bi的合金效果更好。(6)经固溶+时效处理后的含Sn

4、1.3%、Bi0.5%的合金比只含Sn1.3%的合金性能更优。(7)添加Sn和Bi来替代有毒Pb的易切削铝合金的原理是：Sn、Bi与Pb一样，在铝合金中形成低熔点组织组成物，Sn形成的Mg2Sn+Sn和Bi形成的Mg3Bi2+Bi保证合金的切削性能，弥散分布的Mg2Si和少量的Al2Cu则保证合金的综合力学性能。关键词：Sn;Bi;无铅易切削;Al-Mg-Si合金;铸态;组织和性能;固溶+时效处理IAbstractExperimentaltechniquessuchasmetallographicexamination，mechanicalpropertytest，SE

5、MandEDSwereusedtoinvestigatethepropertiesandmicrostructureoflead-freeandfree-cuttingAl-Mg-SialloywiththeadditionofSnorSnandBi．Andthenmachinabilityofthealloyswerealsostudiedbymachinabilityexperiments．Theresultsshowthat：(1)Designed4alloysofgroupAbasedonconventional6262alloy,andPbandBiwerer

6、eplacedbySn．ThecontentofSninthesealloyswere0.9%，1.1%，1.3%and1.5%．ThehardnessofcastingofthesealloysareHB60.3，HB53.2，HB59.6andHB45.1．AndwhenthecontentofSnwas1.3%，themachinabilityofthealloywasthebest．SotheoptimumcontentofSntobeaddedintolead-freeandfree-cutting6061alloymaybe1.3%．(2)Afteropti

7、mizationofheattreatmentof1.3%Snalloy，thebestagingprocessingoflead-freeandfree-cuttingAl-Mg-Sialloyaftersolutionis160℃×8h．Andinthiscondition，thehardnessofthealloyisHb101．Themachinabilityofthealloyaftersolutionandagingisworsethancasting，butwithbettersurface．(3)Threealloysof