A356-A357鋁合金半固態(tài)成型工藝性能分析及其模擬.pdf

1、金屬半固態(tài)成形技術(shù)作為具備組織致密、性能優(yōu)異特點(diǎn)的近終成形技術(shù)之一。自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，取得了迅猛的發(fā)展，目前已經(jīng)在航空、汽車、電子等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，被譽(yù)為“21世紀(jì)最有發(fā)展前景的綠色工業(yè)技術(shù)”。這項(xiàng)技術(shù)在中國(guó)正在興起，前景廣闊。了解半固態(tài)成形工藝過(guò)程、組織演變規(guī)律及性能優(yōu)化方法對(duì)于指導(dǎo)半固體生產(chǎn)具有重要意義。 本文針對(duì)板形階梯試樣的半固態(tài)成形過(guò)程，應(yīng)用金相，力學(xué)性能，計(jì)算機(jī)模擬等方法，系統(tǒng)地研究了半固態(tài)成形的工藝、

2、流場(chǎng)、缺陷、成形模具、組織演變等規(guī)律。通過(guò)優(yōu)化模具設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)，取得了減少缺陷和提高性能的良好效果。 通過(guò)對(duì)原板形試樣的實(shí)驗(yàn)分析可知：在模具溫度250℃，快速壓射模式下能得到綜合力學(xué)性能相對(duì)較高、缺陷相對(duì)較少的試樣。對(duì)缺陷的研究結(jié)果表明：快壓射條件下因板形試樣的兩側(cè)拐角處易出現(xiàn)充填狀況不佳而導(dǎo)致缺陷產(chǎn)生；慢壓式下容易形成局部冷隔或表面折皺，故不太適合于半固態(tài)的成型。為了減少缺陷，使用計(jì)算機(jī)模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)模具進(jìn)行了優(yōu)化

3、，優(yōu)化過(guò)程中對(duì)半固態(tài)充型流場(chǎng)進(jìn)行了有效改善，經(jīng)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)優(yōu)化后模具的成形缺陷明顯減少，綜合力學(xué)性能也有顯著提高。 觸變成形工藝研究分析表明：在各工藝中，模具溫度降低能得到較高的抗拉強(qiáng)度，但是塑性會(huì)下降；壓射速度減小，延伸率提高，但是充形效果差；模具溫度提高也能提高延伸率，但是其影響小于充填速度的影響；T5熱處理可提高試樣的抗拉強(qiáng)度，但會(huì)使延伸率有所下降。對(duì)優(yōu)化后的模具進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)表明：板形壓鑄件合適的壓鑄成形工藝：沖頭峰值速度范圍

4、0.30m/s-4m/s；模具溫度200℃-250℃；保壓時(shí)間9-11s。 本文還研究了二次加熱過(guò)程、半固態(tài)觸變成形過(guò)程微觀組織的變化規(guī)律，結(jié)果表明：在二次加熱過(guò)程中，溫度未達(dá)到共晶溫度時(shí)，α晶粒以合并的方式生長(zhǎng)，達(dá)到共晶溫度以后除了合并長(zhǎng)大以外，還有自身的熟化生長(zhǎng)，當(dāng)液相達(dá)到一定比例的時(shí)候，初生α晶粒以自身生長(zhǎng)的方式長(zhǎng)大，部分合并晶粒被熔斷，初生α晶粒得到球化；在觸變成形過(guò)程中，離澆口位置越遠(yuǎn)的地方，固相晶粒的圓整度越好，晶粒