變形鋁合金自孕育凝固近終形鑄造過程及機(jī)理研究.pdf

1、變形鋁合金以其優(yōu)異的性能受到航空航天、汽車等領(lǐng)域的青睞。但是由于加工方法的限制，變形鋁合金一般只能采用塑性成形方法來生產(chǎn)棒材、板材等簡單件，而且生產(chǎn)成本高。采用鑄造的方式，將變形合金從液態(tài)直接近終成形為零件，則必將大幅降低生產(chǎn)成本。變形合金的鑄造性能較差，易產(chǎn)生熱裂、縮孔、縮松等缺陷，而半固態(tài)成形為高強(qiáng)鋁合金的近終形別開途徑。
　　 本文自主開發(fā)了一種能夠高效率制備優(yōu)質(zhì)半固態(tài)漿料的工藝，即自孕育鑄造法（Self-inoculat

2、ion Method，簡稱SIM）。自孕育法獲得的半固態(tài)漿料組織中沒有了發(fā)達(dá)的樹枝晶，提高合金凝固后期的補(bǔ)縮能力，從而減少熱裂和縮松。選取2024和7075變形鋁合金為研究對(duì)象，首先采用Pandat軟件，對(duì)期進(jìn)行相關(guān)的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)計(jì)算；之后系統(tǒng)研究了自孕育工藝參數(shù)（冷卻槽結(jié)構(gòu)、角度、長度、澆注方式、熔體處理溫度、孕育劑加入量等）對(duì)變形鋁合金鑄態(tài)組織和水淬組織的影響，并對(duì)冷卻槽入口和出品漿料進(jìn)行測溫；對(duì)變形鋁合金孕育鑄造法的組織形成機(jī)理

3、進(jìn)行初步探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：⑴Pandat軟件計(jì)算結(jié)果表明，2024、7075變形鋁合金適合進(jìn)行半固態(tài)加工；⑵自孕育法為最佳的澆注方式，選取多流股混合冷卻槽能夠制備出理想的半固態(tài)漿料；⑶在SIM工藝中，只要熔體處理溫度（2024：700～730℃;7075:690～740℃）、孕育劑加入量（5％，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、冷卻槽傾角（45°）和冷卻槽長充（600mm）能夠良好匹配，使出口溫度接近合金液相線溫度，便可以獲得優(yōu)良的半固態(tài)漿料；⑷自孕育法獲