无铅易切削Al-Mg-Si合金研究

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1、中南大学硕士论文摘要摘要以A1．1．15Mg．0．7Si和舢．0．75Mg．1．3Si为基础，分别采用Sn、Bi微合金化设计了两类无铅易切削铝合金。通过熔炼、铸造、挤压、拉拔制备成棒材产品。采用力学性能测试、X射线衍射物相分析、背散射扫描和能谱分析(SEM)、金相实验技术研究了固溶、时效热处理工艺对上述两类无铅易切削铝合金棒材的力学性能、显微组织和切削性能进行研究，并在此基础上研究了Sn、Bi在合金中的成在形式以及合金的切削机制。研究结果表明：1)AI．1．15Mg．0．7Si与A1．1．15Mg．0．7Si．Sn合金最佳的热处理制度为570℃固溶2小时，之后在170℃保温8小时进行时

2、效处理。A1．1．15Mg．0．7Si．Sn．Bi合金最佳的热处理制度为575℃固溶1．5小时，之后在170℃保温8小时进行时效处理。A1．0．75Mg．1．3Si．(Sn、Bi)合金最佳的热处理制度为550℃固溶2小时，之后在170℃保温8小时进行时效处理。2)A1．1．15Mg一0．7Si合金T6态力学性能为：ob334MPa，oo．2309MPa，延伸率22．5％，T8态强度为：ob372MPa，oo．2345MPa，延伸率12．5％。A1．1．15Mg．0．7Si．Sn合金T6态力学性能为：ob320MPa，Oo．2297MPa，延伸率16．7％，T8态力学性能为：Ob365M

3、Pa，oo．2320MPa，延伸率11．6％。Al-1．15Mg．0．7Si．Sn．Bi合金T6态力学性能为：Ob309MPa，Oo．2289MPa，延伸率16．1％，T8态力学性能为：ob357MPa，Oo．2321MPa，延伸率11％。3)A1．0．75Mg．1．3Si合金T6念力学性能为：ob377MPa，Oo．2351MPa，T8态力学性能为：ob393MPa，Oo．2372。AI．0．75Mg-I．3Si．Bi合金T6态力学性能为：ob352MPa，Oo．2321MPa，T8念力学性能为：ob380MPa，oo．2361MPa，Ai．0．75Mg．1．3Si．Sn．Bi合金T

4、6态力学性能为：ob322MPa，oo．2300MPa，T8态力学性能为：Ob373MPa，oo．2352MP。4)单独添加Sn时，Sn在合金中以M92Sn和单质Sn的形式存在；单独添加Bi时，Bi在合金中以M93Bi2的形式存在；联合添加Sn、Bi时，Sn、Bi以M93Bi2．M92Sn、Sn的形式存在。5)单独添加Sn、Bi能改善合金的切削性能，切削产生的切屑细小，表面平整；联合添加Sn、Bi能进一步提高切合金的削性能，切屑尺寸、形貌及加工表面质量均达到了传统含铅易切削铝合金水平。6)合金添加Sn、Bi后，在高速切削过程中，低熔点物质受切削热熔化或者中南大学硕士论文摘要软化改善合金

5、切削性能；在低速切削过程中，弥散分布于基体之中低熔点相与基体的结合较弱，易受外界机械力的作用断裂，从而在一定程度上改善了低速切削性能。中南大学硕士论文ABSTRACTTwospeciesofnon‘’leadedfree—-cuttingaluminiumalloyhasbeendesignedbymicroalloyofSnandBibasedonA1—1．15Mg一0．7SiandA1—0．75Mg一1．3Si．Thebarsareallpreparedthroughsmelting，casting，extrudinganddrawing．Themechanicalproperti

6、es，microstructureandmachinabilityofthenon—‘leadedfree——cuttingaluminiumalloybarsmentionedabovewithdifferentsolutiontreatmentandageingheat—treatmentwereinvestigatedusingmechanicalpropertiestesting，X—raydiffraction(XRD)，backscatteringscan，energyspectrumanalysiS(SEM)andopticalmicroscopy，andtheforma

7、tionandcurtingmechanismofSnandBiduringalloywerediscussedbasedontheresults．Severalconclusionscanbesummarizedasfollows：1)Theoptimizedheat—treatmentregimeofA1—1．15Mg一0．7SiandA1—1．15Mg一0．7Si—SniS570℃and2hsolution，followedby170℃a