鑄造鋁合金與變形鋁合金半固態(tài)觸變成形的比較研究.pdf

1、本研究采用半固態(tài)鍛造方法對鑄造鋁合金ZL109和變形鋁合金7050進行成形。本論文重點介紹了兩種鋁合金原始坯料的制備、坯料的二次重熔、半固態(tài)鍛造成形的工藝方法以及鍛件的熱處理方法,并對原始坯料的組織特點、坯料重熔過程中的組織演化特點以及成形零件的機械性能進行了比較和分析。首先采用低過熱法制備半固態(tài)成形的原始坯料,制定了合理的坯料制備工藝。通過研究表明,合適的低過熱法澆鑄溫度如下:ZL109合金在566-568℃時澆鑄,7050合金在62

2、1-623℃時澆鑄。通過金相組織分析表明,采用低過熱法澆鑄鋁合金原始坯料,對于ZL109合金能夠細化共晶組織,增加α相,而對于7050合金則能夠細化α組織,因此采用低過熱法制備坯料能夠達到細化組織的目的。采用高頻感應加熱設備對坯料進行二次重熔,通過切割實驗尋求合金合適的半固態(tài)溫度以達到良好的觸變性能。通過多次實驗確定的ZL109合金的合適半固態(tài)溫度是569+1℃,其加熱工藝(溫度—振蕩電流)為:8℃—1200A;450℃—1000A:5

3、20℃—600A:550℃—423A;569℃—0A。7050合金的合適半固態(tài)重熔溫度是610±1℃,其加熱工藝為8℃—1200A;520℃—1000A;550℃—600A;590℃—423A;610℃—0A。對重熔過程中的坯料微觀組織進行了觀察分析,在重熔過程中,ZL109合金的共晶組織逐漸細化,在接近半固態(tài)觸變溫度時共晶組織中的蠕蟲狀和條狀組織基本消失,對于7050合金來說,加熱過程中,α組織逐漸圓整化,在達到最終半固態(tài)溫度時呈球團

4、狀分布。自行設計了一套鍛模,用以成形標準拉伸試樣。將模具安裝在油壓機上,通過室溫鉛棒試模獲取合適的坯料尺寸。采用外貼加熱片的方式對模具進行預熱,能夠取得較好的加熱效果,成形時模具預熱溫度為250℃。將重熔后的坯料在油壓機上鍛造成形,成形壓力為150噸。鍛造所得的并排五個試樣中的中部三個試樣充型比較完整。對成形零件進行熱處理,ZL109合金采用T6熱處理即473℃固溶3小時,210℃時效7小時,7050合金采用T7451熱處理即473℃固