半固态A356铝合金坯料新制备工艺- .pdf

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1、半固态A356铝合金坯料新制备工艺合肥工业大学材料学院(安徽230009)姜华海【摘要】采用近液相线法结合新SIMA法复合工艺制备半固态A356铝合金坯料，研究了浇注温度、等径角挤压(ECAP)和半固态处理温度、时间对坯料组织的影响。结果表明，适当的工艺参数可以制备出球状初生o【一AI相晶粒的半固态A356铝合金坯料，其中较合理的工艺参数为：近液相线浇注温度为610~C，半固态保温温度为580~C，半固态保温时间为20min。半固态成形技术以其加热温度低，成形阻力小，获(1)将A356销合金加热到680~C使其熔化并适当得

2、的铸件组织致密，以及尺寸稳定等优点，成为铝合金保温，再冷却到预定的浇注温度，然后将合金液浇注到成形研究的热点。而促使半固态成形技术发展的驱动力10nlm×10ram×70ram(长×宽×高)的自制金属模具是节能汽车的出现，其表现形式是汽车轻量化的社会需巾。浇注温度分别设定650~C、630~C、620~C、615oC、要。尤其实现轻量化的同时不降低对材料强度和可靠性610℃。的要求，促使设计者选用高强度铝合金。这样，半固态(2)铣削加工试样尺寸为9．9mm×9．9mm×50mm，成形技术的发展就势在必行了。另外，由于半固态

3、成彤将其进行一道次等径角挤压(ECAP)，将每个坯料分为技术是一门新兴的且跨力学、传热学及流体力学等多学三等份?科的研究领域，受到的影响因素众多，尽管有关半固态(3)将上步得到的试样分别加热到560％、580％、成形技术以及理论方面的研究工作较多，但在成形工艺6【)(】℃，并分别保温10min、20rain、30rain后，将试样浸参数方面的研究还很少，因此有必要深入研究。入水中快速冷却，以保存初生相相貌。然后将试样进行半固态合金坯料的制备是半同态成形技术的基础和预磨、粗磨、精磨和抛光，用0．5％(质量分数)的HF关键，它

4、要求坯料原始组织为均匀细小的球形非枝晶组水溶液显微组织腐蚀，经水冲洗、酒精擦洗、吹风机吹织。本试验采用近液相线法结合新SIMA法制取半固态千后，再用4xB—TV型光学显微镜观察金相组织。最A356铝合金坯料。近液相线浇注法可为新SIMA法提供后，用JVC摄像机采集试样端面域金相图，再对获得团状或蔷薇状初始坯料，减少了新SIMA法挤压道次，的金相显微组织在M256--60428金相检验软件系统中进简化了工艺。与传统SIMA法相比，坯料经过等径角挤行定量分析，分别测量并计算出区域组织中初生Or．一AI压(ECAP)后的初始坯料

5、发生较大塑性变形，累积了相品粒的等积圆直径和形状系数，取平均值后即得出该较大的变形能，为后续半固态坯料组织演变提供了很好r[艺条件下试样的平均等积圆直径和形状系数。的应变诱发条件，经过半固态等温处理后可以获得细小二、结果与讨论圆整组织，且坯料彤状几乎小变。1．浇注温度对半固态A356铝合金坯料组织的影响一、试验过程在合金液不同浇注温度条件下，650％浇注时的铝广泛用于半同念加工的A356合金的化学成分为：合金坯料组织是初生—Al，呈发达的树枝晶，枝晶臂很=7．46％、W=0．49％、AI余量。差热分析(DTA)粗大，组织中

6、只有极少量的球状或粒状初生相(如图测定的液相线温度为610％，同相线温度为572℃。1a所示)；在630~C浇注时，铝合金组织中初生0【一A1仍2011年第3期热处缎铸造参磊工。~JjnmWWW．meta1workingI950com旱发达的忖枝HlJ念，枝品臂'卡}【大，但要比650％的所尔)；615％浇沣时，／＼金金相r{I『缘r少：的细，组纵巾有少量的球状或状_}Jj生中¨(如罔lh昕粗~lY,j树枝品外，球状或状生相叫增多，而且乐)；620％浇注l坩，合金相组织发r明的变晶粒比较细小(如1(1所，Jj)；610％浇

7、泣时，令卞}l化，仞一l变彳I{细，枝晶u』j减少，可以看到组巾树枝品消夫，蒿状组A,714少，⋯观大量球状蒿就状绀织，球状或粒状}』J牛十目人量⋯现(如罔1或状组，』寸叫显减小(fzii1e所，_÷)(b)(d)罔1浇注温度对半态A356铝合会初始坏料组织的影响从A356销合金组织演小nf以看flj_随着浇注温浇注及凝过程中，已绛部分凝同的金属液在液流的扰度的降低，合金显微组织呈树枝晶向蔷薇状形态再到球动剪切作用下，颁缩状晶体被熔断和碎离，可成为新的状或粒状绀7,L{变化．南此_u『，浇注温度对卡，J—A1品核，导致在熔

8、断的金属中形成了大量的品核一火毋卡日W,jJt~貌何很人的作用这是rfI于近液相线温度浇注品核的肜成使品核之的间距彳艮小，这将抑制枝品的牛时，型、处熔脱下的枝品作为形核核心大量形K，从而使仞相以颗状彤念生K．．，他，粒得~1J71tl化，又rh于熔体的冷却速度卡H对高温2ECAP对半固态A356铝合金坯