【摘 要】
:
铜锡合金因其较高的强韧性、耐磨、耐腐蚀以及优良的导电性能,被广泛用于制造轴套、叶轮和电子设备连接器等。传统铸造工艺制备的铜锡合金铸件往往会出现粗大的树枝晶,并且容易产生缩孔缩松、裂纹等缺陷,导致合金的综合性能降低。半固态流变成形技术可以制备组织致密性好、尺寸精度高、形状复杂的精密铜锡合金零部件,有利于减少成形件缺陷从而提高综合力学性能,但也存在充型过程中显微组织分布不均匀的特性,影响铸件性能。本文
论文部分内容阅读
铜锡合金因其较高的强韧性、耐磨、耐腐蚀以及优良的导电性能,被广泛用于制造轴套、叶轮和电子设备连接器等。传统铸造工艺制备的铜锡合金铸件往往会出现粗大的树枝晶,并且容易产生缩孔缩松、裂纹等缺陷,导致合金的综合性能降低。半固态流变成形技术可以制备组织致密性好、尺寸精度高、形状复杂的精密铜锡合金零部件,有利于减少成形件缺陷从而提高综合力学性能,但也存在充型过程中显微组织分布不均匀的特性,影响铸件性能。本文以CuSn10P1合金为研究对象,采用自主设计的熔体约束流动诱导形核通道(ECSC)进行半固态浆料制备,并在一模十件模具中流变挤压铸造,结合充型模拟计算,研究铸造工艺设计(壁厚、横浇道长度、内浇道长度)对CuSn10P1合金半固态挤压铸件显微组织、力学性能和摩擦磨损性能的影响,旨在对铜合金半固态流变挤压铸造工艺优化和结构设计提供理论指导和技术支持。根据ProCAST软件对熔体充型过程模拟结果分析可知:CuSn10P1合金半固态浆料充型过程中,在其它工艺条件相同情况下,横浇道距离越长半固态浆料开始充型越晚,但充型完成的越早;随着壁厚尺寸增加,完成充型越早;随着内浇道长度增加,完成充型越晚。随着铸件壁厚增加,CuSn10P1合金半固态浆料充型时固液两相协同充型能力增强,充型方向上显微组织分布均匀性得到改善和布氏硬度也趋于一致;初生α-Cu相平均晶粒尺寸先减小后增大,Sn元素的晶间偏析现象得到了有效改善,室温抗拉强度、塑性及耐磨性均呈先增大后减小的趋势。当壁厚为10 mm时,成形件性能最佳,充型前半段和后半段的抗拉强度和塑性分别达到了445.7 MPa、37.78%和438.3 MPa、28.56%,成形件耐磨性也最优。根据本文研究,建议CuSn10P1合金流变成形时,小尺寸零件(长度≤50 mm)壁厚可薄至3 mm,大尺寸零件壁厚尽量设计在5 mm以上,最佳零件壁厚约10 mm左右。增设横浇道可以显著改善充型方向上的固液分离现象,提高成形件中初生α-Cu相晶粒尺寸和形状因子的均匀性,提升成形件的抗拉强度、延伸率及耐磨性,改善硬度不均匀现象。但横浇道长度从70 mm增加至140 mm,成形件性能改善不大。因此,半固态流变挤压成形时可适当增设一定长度的横浇道。内浇道长度(长度≤30 mm)对充型过程中固液两相协同充型的影响相对较小,随着内浇道长度增加,抗拉强度和延伸率均先增加后降低,当内浇道长度为20 mm时,成形件的抗拉强度和塑性最佳,充型前半段和后半段的抗拉强度和延伸率分别为419.2 MPa、13.33%和396.4 MPa和12.78%;内浇道长度对成形件的硬度和耐磨性没有显著影响。但内浇道长度达到40 mm时,成形件显微组织均匀性显著变差和性能降低。根据本文研究结果分析,壁厚、横浇道长度和内浇道长度在一定程度上都对CuSn10P1合金半固态挤压铸件力学性能和磨损性能有影响。
其他文献
本研究以云南大叶种低级绿茶为研究对象,利用冠突散囊菌作为单一菌株对其茶汤进行液态发酵,采用色谱-质谱联用技术对茶汤样本在发酵过程中非挥发性滋味成分和挥发性香气成分进行全面表征,分析了各类成分在发酵过程中含量的动态变化情况以及对茶汤滋味品质的影响,并对引起各类成分含量变化的机理进行推测。本研究不仅可以丰富茶叶研究内容,并且将有助于揭示发酵后茶汤风味品质变化的物质基础,指导发酵工艺的优化,以期为低级茶
茶是世界上最受喜爱的非酒精饮料之一。滋味是决定茶叶风味品质和市场价值的关键指标,而氨基酸、生物碱、核苷和核苷酸等亲水性物质是茶汤滋味的主要贡献者。云南省茶产品主要以大叶种茶的鲜叶为原料进行加工,然而目前对云南大叶种茶中亲水性成分的认识不够全面,缺乏能够同时准确定量多类亲水性成分的分析检测方法。因此,建立对多类亲水性成分的准确和灵敏的分析方法,有助于全面揭示不同种类云南大叶种茶叶亲水性成分的组成和差
茯砖茶是一种发酵茶,其品质与发酵微生物有关。“金花”菌是在茯砖茶生产中的优势菌之一,能对茶叶中化学物质进行转化。在云南茶叶发展过程中,一直存在着低级茶产量大、品质不佳、资源综合利用率低、残留营养成分多等现象。本文以湖南白沙溪茯砖茶为菌种来源,对其优势菌株进行分离鉴定,研究适用于发酵云南大叶种低级绿茶的菌株,并以固态发酵液态发酵相结合的工艺,以开发一款新型发酵茶饮料。研究结果表明:1.优势菌株的分离
工业含油废水的随意排放和石油泄漏事故的频繁发生,严重恶化了自然水体状况,危及生态系统和人类健康。目前报道的除油方法有撇油器、离心、燃烧、生物降解、浮选、电絮凝和吸附等。但是,上述方法存在能源消耗大、工艺繁琐、二次污染、稳定性分离能力差等缺陷。因此,亟需寻找一种绿色、节能、经济的油水分离方法。近几十年来,随着对仿生学和界面科学的深入研究,超疏水-超亲油材料在油水分离领域受到了广泛的关注。本文使用可再
真空冶金在有色金属的分离与提纯中得到了较为广泛的应用,其中部分物料在真空气化过程中产生共沸现象,难于分离。如何理论计算并预测共沸点的组成及温度尤为重要,国内外相关研究报道较少,仅涉及二元合金共沸点的预测。本文对部分合金在真空气化过程中产生共沸现象展开了理论与实验探究,具体工作如下:用Wilson方程计算了Al-Cu、Al-Sn、Bi-Cu、Bi-Pb、Bi-Sn、Cu-Pb、Cu-Sn、CuTi、
重晶石(Ba SO4)是一种重要的含钡矿物,全球范围内储量丰富,在40多个国家均有分布,因其具有密度大、硬度低、化学性质稳定、无毒、吸收放射性射线等特性而被广泛应用于石油、化工、建材和油漆等领域。中国重晶石矿产资源丰富,矿石质量好,查明资源中硫酸钡平均品位约75%,因每年产量大,质量高,价格低,一直在国际出口市场占据较大比重。但我国出口产品缺乏市场竞争力,多以深加工程度不高的原矿和基础钡盐为主,重
锰矿资源储量丰富,类型多样且用途广泛,但矿石杂质多,分布不均衡,品位低。微波-流场耦合强化矿物的处理作为一种新兴的绿色快速的处理工艺。微波加热矿物具有选择性、快速且均匀等优点,而流场能增大有效接触面积,提高反应速率,两者的结合能强化流场混沌混合区和隔离区之间的传递过程,均化电磁场能量分配,降低反应活化能,并且还能强化粗制硫酸锰溶液的除杂净化过程,使得低品位软锰矿能更高效和环保地制得电池级硫酸锰。本
铁酸铋(BiFeO3)是目前唯一的室温单相多铁性材料,同时具有G型反铁磁性和铁电性的。因此,在过去的十年或更长的时间里,广泛的研究已经致力于各种不同形式的BiFeO3基材料,包括陶瓷块、薄膜和纳米结构。BiFeO3薄膜表现出多功能的结构和许多有趣的特性,特别是强大的铁电性、固有的磁电耦合和新出现的光伏效应。卓越的物理性能使其被广泛应用于铁电随机存储器,声表面波器件,热释电探测器,移相器。但是其本征
目前在航空航天、化学工业生产、汽车等研究领域,在高温腐蚀性环境下,许多输出动力的零部件常常会因为高温氧化以及腐蚀造成相当大的经济损失,所以还要不断加强应用基础研究以及新技术的开发和利用。金属材料中铌、钨及钼基合金,本身具有良好的耐铝液熔蚀性能,但是其价格昂贵,限制了该材料的发展空间。金属间化合物具有较好的耐铝液腐蚀性能,但其固有的脆性大。陶瓷材料拥有突出的耐铝液熔蚀性能,但是抗热震性差。金属基复合
金刚石具有十分优异的物理化学性能,在污水处理、生物医疗、航空航天、半导体器件等领域有着广泛的应用前景。微波等离子体化学气相沉积法(microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)与其他沉积方法相比具有许多优势,如等离子体密度高、沉积环境污染小,制备出的金刚石膜质量高、面积大等特点,是当前制备金刚石膜的首选方法。MPCVD法制备金刚石膜的工艺参数仍不