基于SIMA法的近共晶點鋁硅合金半固態(tài)坯料復合制備研究.pdf

1、破碎鑄態(tài)組織中的樹枝晶,獲得細小近球形或球形非枝晶組織是半固態(tài)加工成形的基礎與關鍵.隨著半固態(tài)加工領域研究的不斷深入,新的半固態(tài)坯料制備工藝層出不窮,處于百花齊放階段,除近液相線鑄造法外,還有新MIT法、轉管法、應變誘發(fā)熔化激活法等.其中,應變誘發(fā)熔化激活(SIMA)法將塑性變形與凝固加工有機結合,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價值和應用前景. 鋁硅合金熔點較低,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)坯料制備難度相對較大,目前關注最多的還是偏離共晶點較遠的亞共晶或過共晶合金,而對AlSi9Mg等靠近共晶點的合金涉及較少. 基于SIMA法對近液相線區(qū)澆注的AlSi9Mg合金進行應變誘導、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區(qū)保溫過程中枝晶組織演變規(guī)律的基礎上,三次采用正交試驗并結合金相組織分析,定量地研究了

3、近液相線澆注、應變誘導、半固態(tài)等溫處理等工藝過程復合作用對合金初生α-Al相非枝晶組織形成及形貌的影響,得到了各過程工藝參數與半固態(tài)顯微組織參數之間的最佳匹配,并進行了試驗驗證與分析. 結果表明:復合制備工藝有助于改善非枝晶組織的形成及形貌,降低了對應變誘導過程變形量的要求,充分發(fā)揮了近液相線鑄造與SIMA法各自的優(yōu)點,最終獲得了比單一近液相線鑄造或應變誘發(fā)熔體激活A1Si9Mg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、平均形狀系數大于0.75;正交試驗所得到的最佳工藝參數匹配及顯微組織參數與實驗驗證結果完全一致,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)等溫處理時間25min是復合制備工藝獲得細小、圓整非枝晶組織的最佳工藝參數匹配,其平均等積圓直徑為38.93μm、平均形狀系數高達0.794. 將近液相線鑄造法復合到SIMA法半固態(tài)制坯過程中,通過合理控制應變誘導、半固態(tài)等溫處