離心鑄造鋁基復(fù)合材料梯度功能盤狀零件成形工藝研究.pdf

1、本文重點(diǎn)研究了離心鑄造鋁基復(fù)合材料梯度功能盤狀零件的成形工藝。自行研制了一套由離心鑄造機(jī)、PLC控制器、澆注設(shè)備及起吊裝置組成的立式離心鑄造試驗(yàn)設(shè)備，用于成形SiC顆粒在徑向呈梯度分布的盤狀零件。試驗(yàn)材料為機(jī)械攪拌法制備的均質(zhì)SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。它的工作過程是：運(yùn)用PLC控制器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，帶動(dòng)離心鑄型旋轉(zhuǎn)，用澆包將金屬液澆入鑄型中成形零件。鑄件的取出及鑄型模具的合模由起吊裝置完成。 設(shè)計(jì)了三條離心機(jī)轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的旋轉(zhuǎn)

2、工藝曲線，最高轉(zhuǎn)速分別為800r/min、900r/min、1000r/min，總的工作時(shí)間分別為230s、240s、260s，并通過指令輸入PLC中，分別對(duì)應(yīng)程序選擇器中的程序1、2、3檔。 為了探討電機(jī)轉(zhuǎn)速、澆注溫度、鑄型溫度等工藝參數(shù)對(duì)顆粒增強(qiáng)相分布的影響，設(shè)計(jì)了三種不同參數(shù)的澆注工藝，并采用這三種工藝澆注成形了16個(gè)盤狀零件。 通過組織觀察和顆粒面積百分比的測(cè)量得出這三種澆注工藝成形的零件顆粒所占面積百分比從邊部

3、到心部均成下降的梯度分布，其中采用澆注工藝Ⅲ的7＃零件顆粒梯度分布最為明顯，這是由于澆注工藝Ⅲ的鑄型溫度和離心機(jī)轉(zhuǎn)速最高。說明鑄型溫度越高、離心機(jī)轉(zhuǎn)速越高、澆注溫度越高，則顆粒在徑向梯度分布越明顯，可以通過改變這些工藝參數(shù)，獲得所需要的顆粒梯度分布。 對(duì)5＃和7＃零件分別進(jìn)行T6和T5熱處理，并分別測(cè)定它們沿徑向的硬度分布。結(jié)果表明，兩個(gè)零件的硬度的分布趨勢(shì)與它們的顆粒所占的面積百分比的分布趨勢(shì)一致，從邊部到心部硬度值逐漸降低，