高強(qiáng)韌壓鑄鋁鎂合金組織及力學(xué)性能研究.pdf

1、壓力鑄造作為一種液態(tài)精確成型方法,具有生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)良、鑄件尺寸精度高和互換性好等優(yōu)點(diǎn),在制造業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用和迅速的發(fā)展。鋁合金在所有壓鑄合金中應(yīng)用最為廣泛,但因強(qiáng)韌性不夠理想導(dǎo)致其應(yīng)用范圍受到較大的限制,特別不適用于汽車、摩托車等結(jié)構(gòu)受力和碰撞的零件。開(kāi)發(fā)優(yōu)化新型高強(qiáng)韌壓鑄鋁合金乃當(dāng)務(wù)之急。本文通過(guò)對(duì)有色合金標(biāo)準(zhǔn)試樣壓鑄工藝方案進(jìn)行模擬分析和改進(jìn)以及高強(qiáng)韌壓鑄鋁鎂合金的壓鑄試驗(yàn),得到了壓鑄鋁鎂合金的最佳成分配比、壓鑄工藝參

2、數(shù)和人工時(shí)效工藝。
　　采用Flow-3D軟件對(duì)現(xiàn)有推薦的標(biāo)準(zhǔn)試樣壓鑄工藝方案進(jìn)行了模擬分析和改進(jìn),同時(shí)設(shè)計(jì)和優(yōu)化了適于高真空壓鑄的工藝方案。結(jié)果表明,現(xiàn)有的壓鑄工藝方案在低速充填階段時(shí),試樣的橫澆道內(nèi)會(huì)出現(xiàn)金屬液回流卷氣現(xiàn)象。將直澆道與橫澆道的過(guò)渡圓角加大到30mm時(shí),該回流卷氣現(xiàn)象明顯減小。改用緩沖包結(jié)構(gòu)與錐形橫澆道結(jié)合的方案時(shí),回流和卷氣現(xiàn)象則發(fā)生在橫澆道兩端的緩沖包中,從而就避免了卷氣的金屬液進(jìn)入試樣型腔中,有利于鑄件品質(zhì)

3、的改善。采用在試樣溢流槽側(cè)面設(shè)置排氣道時(shí),能有效消除不同試樣間排氣道的封閉現(xiàn)象,從而保證后充填試樣有足夠的排氣時(shí)間,有利于鑄件內(nèi)部質(zhì)量的提高。
　　本文以高強(qiáng)韌壓鑄鋁鎂合金為基礎(chǔ),通過(guò)正交試驗(yàn)方法,研究了Mg、Si、Mn元素含量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣的力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:在合金中主要化學(xué)成分為Mg5.4％、Si2.0%、Mn0.77%、Fe≤0.20%時(shí)合金的綜合力學(xué)性能最佳,其壓鑄試樣的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和硬度分別可以達(dá)到

4、353.58MPa、204.53MPa、12.46%和102.05HV5。
　　本文研究了壓鑄工藝參數(shù)如壓射壓力、速度及快壓射轉(zhuǎn)換位置等對(duì)優(yōu)化后的合金壓鑄試樣內(nèi)部質(zhì)量及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)壓射比壓為100MPa,高速壓射,快壓射轉(zhuǎn)換位置在220mm時(shí),試樣外觀成形良好,組織致密,無(wú)縮孔氣孔缺陷,其抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別為351MPa和13.77%。此外,還探索了人工時(shí)效處理對(duì)壓鑄試樣的組織和力學(xué)性能的影響,當(dāng)將試樣加熱到25