论文部分内容阅读
半固态金属成形技术作为一种先进的金属加工技术,其中由于触变成形在半固态金属坯料的加热、输送过程中比较方便,而且可以实现自动化操作,因此触变成形是当前金属半固态成形中的主要工艺方法。本文以AZ91D镁合金作为实验材料,研究了AZ91D镁合金和经SiC细化的AZ91D镁合金不同尺寸锭料半固态等温热处理后的组织变化;还研究了半固态触变压铸工艺参数对AZ91D镁合金和经SiC细化AZ91D镁合金组织和性能的影响。结果表明:AZ91D镁合金锭料经半固态等温热处理后,其心部逐渐到边缘的组织存在较大的差异,初生相颗粒尺寸由大逐渐减小,颗粒由块状趋于圆整并且分布均匀,液相也渐渐增多。随着半固态等温热处理AZ91D镁合金锭料尺寸增加,发现由锭料心部逐渐到边缘的组织存在的差异将进一步增加,未加SiC细化处理的AZ91D镁合金半固态组织存在明显的“尺寸效应”。经SiC细化后,AZ91D镁合金坯料经半固态等温热处理的组织中的固相颗粒尺寸整体变得细小。边缘和心部固相颗粒尺寸变得基本一致,球化圆整且分布均匀。从Φ15mm、Φ45mm、Φ70mm 3种不同直径的坯料半固态等温热处理后组织观察到心部逐渐到边缘的组织存在的差异呈现增大的趋势将被减小。在自行设计的压室安装于液态压铸机器上,得出了适合半固态触变压铸的一套工艺流程。分别变换压射速度、保温温度、保温时间进行一系列的触变压铸实验,初步得到触变压铸坯料的保温温度、保温时间分别为590℃和130min时,能获得良好的力学性能和组织。压射速度在低速的时候较适合于半固态触变压铸,高速压射容易引入气孔等铸造缺陷。鉴于此,分析认为是由于模具内浇口太小,以及半固态初生固相颗粒平均尺寸大。因此,后期重新设计了适合于半固态压铸的模具,同时用SiC对AZ91D镁合金进行了变质处理。然后变换压射速度、保温温度、保温时间进行触变压铸,得出AZ91D镁合金触变压铸成形的理想参数是保温温度590℃、保温时间110min、压铸速度2m/s。此时压铸件的抗拉强度和硬度分别为182MPa和HV30=67.87。初生相颗粒分布均匀,平均直径为87um,固相率为58%。