zl201铝合金半固态组织与成形性研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要ZL201铝合金半固态组织与成形性研究摘要金属半圆态成形工艺(SSM)具有环保、节能、高效等特点，自诞生之日起，历经30余年的改进和发展，日趋成熟和完善，被誉为21世纪的新型金属成形工艺。研究了近液相线半连续铸造制备ZL201铝合金半固态浆料工艺，结果表明，与常规DC铸造相比，近液相线半连续铸造可以获得细小、均匀的非枝晶组织，铸锭中心和边部差异小，低的铸造速度有利于获得细小、均匀的近球形晶粒组织。实验表明，ZL201铝合金在略高于液相线温度6500C，以120mIIl／mm的浇铸速度可以获得良好的铸锭组织，适台于半固态成形。

2、ZL201铝合金半固态坯料的二次加热实验表明，加热温度控制在620℃～630℃，保温10rain～15min，可以得到适合触变成形的二次加热组织。加热温度升高，晶粒球化过程所需要的保温时间缩短。保温温度相同时，保温时间过长，超过25rain时，晶粒粗化。ZL201铝合金半固态反向挤压充填实验表明，当模孔直径相同时，随坯料加热温度升高，合金流动性越好，利于充填成形；坯料加热温度相同时，模孔真径增大，流动性提高。半固态坯料重新加热至630℃时，合金流动性最好，适合半固态触变成形。半固态闭模锻造成形件的组织细小、致密。本实验考察范围内，ZL201铝合金半

3、固态模锻成形件最佳熟处理工艺条件为525～530℃固溶12h、155℃时效20h，合金的维氏硬度值达到129．8HV。利用交流电磁场制备了ZL201铝合金半固态流变浆料，结果表明，交流电磁场对ZL201铝合金液的有效作用温度范围为665~645℃。在液相线温度附近，水淬得到的流变浆料组织为细小的近球形晶粒，是优良的半固态流变浆料组织。交流电磁场所引起的熔体强制对流，使处于强烈温度起伏条件下的初生枝晶二次臂机械断裂或根部熔断，是结晶核心增加，组织细化的根本原因。用自行设计的模具，对交流电磁场制备的ZL201铝合金半固态浆料进行了流变压铸成形研究，结果

4、表明，合金流变浆料温度为650℃，模具温度为512℃时，可以得到表面光洁、尺寸精度高的成形件，且微观组织相对比较细小，呈蔷薇状、近球形，铸件内部基本上无气孔和夹杂。流变压铸成形过程中，浆料与模具存在东北大学硕士学位论文摘要一个最佳温度配合范围：当浆料温度取下限630。C时，模具需加热到520℃左右当浆料温度取上限650℃时，模具需加热到394℃左右。关键词：ZL201铝合金，近液相线铸造，二次加热，触变成形，流变成形东北大举硕士学位论文ABSTRACTStudyontheMicrostructuresandFormabilityofSemi—sol

5、idProcessedZL201AluminumAlloyAbstractSemi—solidmetal(SSM)processhasbeendevelopedformorethan30years，andisbecomingmoreandmorepopularandmature．Duetoitsenvironmentprotection，energy-saving，highefficiency，SSMisconsideredasoneofthemostadvancedmetalformingprocesses．Semi-solidslurryofZ

6、L201aluminumalloyvcasmadebyNear—LiquidusSemi—continuousCasting(NLSC)inthispaper．Theexperimentalresultsshowthat，comparedwithtraditionalDCcasting,NLSCcanobtainfine,uniform，equiax随，net-globularandglobularmi啪stnlcmresfromtheedgetothecenteroftheingotsinarelativelylowcaStingvelocity

7、．Finemierostructures，whichareverysuitableforSSM，Canbeobtainedwhenthesemi-solidslurryofZL201aluminumalloyiscaStat650*(2inaspeedof120mm／min．ThereheatingexperimentalresultsshowthatZL201aluminumalloye疆bereheatedintosemi-solidstatewithmierostructuressuitableforSSMafterholdinga±620℃

8、—630℃for10～15min．IncreasingtheholdingtemperatureCanshortenthe