可阳极氧化Al-Mn系铸造铝合金的流动性及力学性能研究

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1、工程硕士学位论文可阳极氧化Al-Mn系铸造铝合金的流动性及力学性能研究作者姓名戚鹏飞工程领域材料工程校内指导教师李文芳教授校外指导教师王顺成高级工程师所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018年1月ResearchofthefluidityandmechanicalpropertiesonanodizedAl-MncastingaluminumalloyAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：QiPengfeiSupervisor：Prof.LiWenfangMr.WangShuncheng(Seni

2、orEngineer)SouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TG146.2学校代号：10561学号：201521016208华南理工大学硕士学位论文可阳极氧化Al-Mn系铸造铝合金的流动性及力学性能研究作者姓名：戚鹏飞指导教师姓名、职称：李文芳教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：材料工程论文形式：ꇶ产品研发ꇶ工程设计ꇶ应用研究ꇶ工程/项目管理ꇶ调研报告研究方向：可阳极氧化铸造铝合金论文提交日期：2018年1月10日论文答辩日期：2018年3月17日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年

3、月日答辩委员会成员：主席：张新平委员：李文芳杜军马骁刘树英摘要铝合金密度低，比强度高，在信息家电（3C产品）、汽车零件等行业应用广泛。目前，3C产品主要由可阳极氧化的变形铝合金经CNC加工而成，其加工效率和原材料利用率较低。铸造具备高效成型、材料利用率高等特点，但目前还没有具有较佳阳极氧化性能的铸造铝合金，因此开发可阳极氧化铸造铝合金成为工业外观件领域的迫切需求。流动性是合金铸造性能的重要影响因素，因此研究了Mn、Co等可以在较低含量下进行共晶凝固、有利于提升流动性的合金元素对熔体流动性及凝固特性的影响。流动性及组织观察结果表明：当Mn含量在0.6~2.7

4、wt.%之间时，Al-Mn二元合金的流动性随Mn含量的增加先升高后降低。其中Al-1.9Mn合金的流动性达到ADC12的90%，此时Mn元素主要固溶在铝基体中。当Mn含量增加到2.7wt.%，合金凝固过程中生成大量Al-Mn初生相，合金流动性下降。在Al-Mn-Co三元合金中，Co难以固溶在铝中，主要以第二相的形式析出，合金流动性随Co含量增加而持续下降。热分析结果表明：适量Mn和Co的添加均可以延长共晶反应时间，降低合金的凝固区间和枝晶搭接温度，理论上有利于提升合金的流动性，但Mn和Co在合金凝固过程中以不同的形式存在于熔体中，从而致使合金流动性的变化趋

5、势出现差异。受国标6系铝合金的启发，Mg、Si可有效地提升铝合金强度，却不劣化铝合金的可阳极氧化性，故尝试在Al-Mn系合金中微量添加Mg、Si元素。结果表明：Mg和Si的添加均会致使合金共晶反应时间缩短，增大其凝固区间，致使合金流动性下降。此外，在合金元素总量不超过3%的情况下，Al-1.9Mn-0.54Mg-0.3Si合金的抗拉强度达到196MPa，相对于Al-1.9Mn提升了72%。为验证所研发铸造铝合金的阳极氧化性能，对Al-Mn-Mg-Si合金经阳极氧化后的膜层厚度、微观组织结构及色泽均匀性数据进行分析。结果表明，当Mg/Si含量在0.28wt.

6、%到0.84wt.%之间时，Al-Mn-Mg-Si合金的氧化膜厚度在12~13μm之间波动，膜层较为完整连续，并形成了清晰的多孔结构。此外，其膜层色泽较为白亮，对后续着色影响较小。关键词：铸造铝合金；阳极氧化；流动性；Al-Mn-Mg-Si合金；强度IAbstractAluminumalloyhaslowdensityandhighspecificstrength,itiswidelyusedintheindustryofinformationappliances(3Cproducts),automobilepartsandotherfileds.Atpr

7、esent,3Cproductsaremainlyproducedbythealuminumalloywhichhasexcellentanodizedproperties.ButtheprocessingefficiencyandrawmaterialutilizationratioisrelativelylowwhenusingtheCNCmethod.Castinghasthecharacteristicsofhighefficiencyandhighmaterialutilization,butthereisnocastingaluminumall

8、oywithexcellentanodizingperforman