基于SIMA法的近共晶點(diǎn)鋁硅合金半固態(tài)坯料復(fù)合制備研究.pdf

1、破碎鑄態(tài)組織中的樹(shù)枝晶,獲得細(xì)小近球形或球形非枝晶組織是半固態(tài)加工成形的基礎(chǔ)與關(guān)鍵.隨著半固態(tài)加工領(lǐng)域研究的不斷深入,新的半固態(tài)坯料制備工藝層出不窮,處于百花齊放階段,除近液相線(xiàn)鑄造法外,還有新MIT法、轉(zhuǎn)管法、應(yīng)變誘發(fā)熔化激活法等.其中,應(yīng)變誘發(fā)熔化激活(SIMA)法將塑性變形與凝固加工有機(jī)結(jié)合,是固態(tài)條件下制備半固態(tài)坯料的重要途徑,具有很高的理論研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景. 鋁硅合金熔點(diǎn)較低,使用范圍廣泛,非常適合半固態(tài)金屬加工成形

2、,其坯料的制各和研究最為廣泛和成功.但是,在共晶點(diǎn)附近,固液相區(qū)間小、溫控要求比較高,半固態(tài)坯料制備難度相對(duì)較大,目前關(guān)注最多的還是偏離共晶點(diǎn)較遠(yuǎn)的亞共晶或過(guò)共晶合金,而對(duì)AlSi9Mg等靠近共晶點(diǎn)的合金涉及較少. 基于SIMA法對(duì)近液相線(xiàn)區(qū)澆注的AlSi9Mg合金進(jìn)行應(yīng)變誘導(dǎo)、半固態(tài)等溫處理,成功制備了組織優(yōu)異的半固態(tài)坯料.在定性分析近液相線(xiàn)區(qū)保溫過(guò)程中枝晶組織演變規(guī)律的基礎(chǔ)上,三次采用正交試驗(yàn)并結(jié)合金相組織分析,定量地研究了

3、近液相線(xiàn)澆注、應(yīng)變誘導(dǎo)、半固態(tài)等溫處理等工藝過(guò)程復(fù)合作用對(duì)合金初生α-Al相非枝晶組織形成及形貌的影響,得到了各過(guò)程工藝參數(shù)與半固態(tài)顯微組織參數(shù)之間的最佳匹配,并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證與分析. 結(jié)果表明:復(fù)合制備工藝有助于改善非枝晶組織的形成及形貌,降低了對(duì)應(yīng)變誘導(dǎo)過(guò)程變形量的要求,充分發(fā)揮了近液相線(xiàn)鑄造與SIMA法各自的優(yōu)點(diǎn),最終獲得了比單一近液相線(xiàn)鑄造或應(yīng)變誘發(fā)熔體激活A(yù)1Si9Mg合金更加均勻、球化程度更高的初生α-Al相非枝晶組

4、織,其平均等積圓直徑為35-40μm、平均形狀系數(shù)大于0.75;正交試驗(yàn)所得到的最佳工藝參數(shù)匹配及顯微組織參數(shù)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果完全一致,即澆注溫度615℃、冷變形量30﹪、半固態(tài)等溫處理溫度586℃、半固態(tài)等溫處理時(shí)間25min是復(fù)合制備工藝獲得細(xì)小、圓整非枝晶組織的最佳工藝參數(shù)匹配,其平均等積圓直徑為38.93μm、平均形狀系數(shù)高達(dá)0.794. 將近液相線(xiàn)鑄造法復(fù)合到SIMA法半固態(tài)制坯過(guò)程中,通過(guò)合理控制應(yīng)變誘導(dǎo)、半固態(tài)等溫處