鋅基合金軸瓦材質(zhì)及成形工藝研究.pdf

1、分類號密級UDC編號碩士學位論文鋅基合金軸瓦材質(zhì)及成形工藝研究學位申請人：人：高存貞指導(dǎo)教師：師：楊滌心教授學科專業(yè)：業(yè)：冶金物理化學學位類別：別：工學碩士2011年6月摘要論文題目：論文題目：鋅基合金軸瓦材質(zhì)及成形工藝研究鋅基合金軸瓦材質(zhì)及成形工藝研究專業(yè)：業(yè)：冶金物理化學冶金物理化學研究生：生：高存貞高存貞指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：楊滌心教授楊滌心教授摘要鋅鋁合金是近年來國內(nèi)外應(yīng)用日益廣泛的價廉節(jié)能優(yōu)質(zhì)材料，原材料來源廣，價格低，熔化耗能

2、低，無污染，使用壽命長，是國內(nèi)外發(fā)展較快的新型合金材料。鋅鋁系列合金的材質(zhì)和成分對其性能及應(yīng)用有著重要的影響。此外，該系列合金在液態(tài)成型冷卻過程中會產(chǎn)生底縮，不僅對合金的性能帶來嚴重的影響，甚至還會造成生產(chǎn)事故，降低企業(yè)的生產(chǎn)效益。因此，對鋅鋁合金的材質(zhì)及其成型工藝的研究具有重要的意義。本文首先對以ZA30、ZA27合金為材質(zhì)的大型鋅鋁合金軸瓦的澆注工藝進行了設(shè)計。根據(jù)軸瓦鑄件的結(jié)構(gòu)特點設(shè)計采用頂注開放式澆注系統(tǒng)，并采用雨淋式大冒口進行

3、補縮，為了強化鑄件自下而上的順序凝固，減少底縮缺陷，在澆注合金的內(nèi)模中使用水冷式金屬內(nèi)芯。隨后，本文采用華鑄CAE鑄造凝固模擬軟件對軸瓦鑄造工藝進行了數(shù)值模擬分析及優(yōu)化。結(jié)果表明，通過工藝上在內(nèi)腔采用水冷金屬芯同時在軸瓦底部安放一環(huán)形外冷鐵，在水冷速度為0.1cms、水冷時間為2100s時可以有效地改變熱節(jié)部位的溫度場分布，強化自下而上的順序凝固，防止了孤立液相區(qū)的產(chǎn)生，從而防止了鑄件底部縮孔縮松的形成。本文還對鋅鋁合金軸瓦的材質(zhì)進行了

4、研究，主要研究了合金中銅含量及鑭稀土變質(zhì)對合金組織和性能的影響。結(jié)果表明:富銅相析出的臨界點為1.25%，適當?shù)奶岣咩~含量，有利于細化鋅鋁合金的基體組織，提高致密度，減少縮孔縮松傾向。對ZA27、ZA30等牌號的高鋁鋅合金，其銅含量的應(yīng)控制在2.0~3.5%，此時合金在保持高的硬度下，仍具有較高的延伸率，抗拉強度和耐磨性都達到最好。采用稀土變質(zhì)時，La稀土的最佳加入量為0.1%時，不僅能夠細化合金的組織，改善合金的力學性能，還使合金的硬