喷射沉积大尺寸A356铝合金管坯的组织与性能

通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等对多层喷射沉积制备的大尺寸耐热铝合金管坯及其经过挤压、旋压等致密化加工后的显微组织结构进行了检测和分析,并通过instron拉伸实验对致密化加工过程中管坯的力学性能进行了比较.喷射沉积管坯的致密度约为88.9%,晶粒为200nm～500nm的微晶,20nm～60nm的球形或近球形析出相均匀分布于基体上.经过热致密化加工后管坯中的界面和孔洞明显愈合,析出相未见明显粗化.管坯经过挤压后,室温和350℃的断裂强度分别提高130%和400%.挤压管材旋压后,350℃力学性能变化不大,而室温屈服强度和断裂强度分别提高22%和13%.

现今社会,各种合金材料在人们生活中的应用越来越广泛,本文通过不同的细化方法和变质方法探讨细晶铝锭熔炼的a356铝合金组织与性能,为其在实践中的应用开辟思路。

对多层喷射沉积制备大规格管坯工业化生产特点进行了分析,表明osprey多程技术更适宜于喷射沉积工业化生产。构建了由系统管理层/控制层/设备层组成的三层递阶控制结构。对关键工艺参数的闭环控制技术进行了研究,提出了漏包连续移液和基于积分分离pid的液位精确控制结构和方法,研究了管坯沉积层厚度的在线检测及喷嘴喷射高度在线反馈控制方法,提出了基于沉积室微正压环境的氧含量控制技术。控制系统及相关控制技术已在国内首条自行研制的喷射沉积制备铝合金管坯工业化生产设备中得到应用,已生产出最大长度1500mm、最大壁厚300mm、不同内径的铝合金产品。

为了解决挤压铸造a356铝合金重载车轮模具结构的设计并确保安全可靠,通过对挤压铸造机的结构及动作的分析,确定了模具合模、开模的动作方式,并在侧模的外侧增加侧模外壳体,防止挤压铸造加压时铝液飞溅。通过侧模与底模板、侧模外壳体合理的连接机构,并且侧模与侧模外壳体配合面的上部直径大于下部直径。通过底模的上、下运动可带动侧模旋转开、合模。铸件随上模上行与侧模脱模,然后推料环推出铸件,从上模脱模。解决了模具合模、开模以及铸件脱模的问题,从而确定了模具结构设计方案。

为了解决挤压铸造a356铝合金重载车轮模具结构的设计并确保安全可靠,通过对挤压铸造机的结构及动作的分析,确定了模具合模、开模的动作方式,并在侧模的外侧增加侧模外壳体,防止挤压铸造加压时铝液飞溅。通过侧模与底模板、侧模外壳体合理的连接机构,并且侧模与侧模外壳体配合面的上部直径大于下部直径。通过底模的上、下运动可带动侧模旋转开、合模。铸件随上模上行与侧模脱模,然后推料环推出铸件,从上模脱模。解决了模具合模、开模以及铸件脱模的问题,从而确定了模具结构设计方案。

铝合金轮毂作为汽车轻量化的重要零部件,对其成形工艺和性能提出了更高的要求。采用adstefan模拟软件探索用液压机加压铸造的方法制造a356铝合金轮毂的最佳工艺。对比分析了不同模具温度、浇铸温度对铸件充型完整性的影响,并且预测了易发生缺陷的位置。结果表明450℃左右的模具温度,650～700℃的浇铸温度有利于充型完整。

对挤压铸造a356铝合金汽车轮毂进行了模拟。根据轮毂不同位置的凝固时间,分析得出了轮毂不同位置的凝固方式,并试验研究了挤压铸造下轮毂不同位置的组织不均匀性。得出轮毂不同位置的组织与凝固方式的关系:急冷区的凝固方式为逐层凝固,晶粒尺寸与组织分布较为均匀;压力结晶区的凝固方式为同时凝固,组织分布均匀,晶粒圆整;急冷区和压力结晶区之间的区域的凝固方式属于糊状凝固,晶粒尺寸与组织分布不均匀,共晶si大量偏聚在晶界处。

选用正交试验法,研究了a356铝合金近液相线半连续铸造工艺参数的影响。指出冷却强度是晶粒细化的最主要因素,极差为12.17,可信度达到99%,其次是铸造速度与保温时间。最佳工艺参数为:保温温度625℃,保温时间10min,铸造速度145mm/min,冷却强度0.075m3/min水流量。其晶粒平均等积圆直径为30.82μm;最小直径9.75μm,最大直径87.62μm。

采用低压铸造a356铝合金轮毂进行试验,在固溶时间和时效时间不变的条件下,对同一批次的轮毂毛坯进行不同固溶温度和时效温度的分析。结果表明,轮毂在555℃固溶温度下进行连续热处理将产生过烧,在545℃固溶+150℃时效和550℃固溶+150℃时效下得到的铸件性能较好。

针对某b5后桥a356铝合金支承座台架试验早期断裂的问题,采用宏观分析、化学成分分析和扫描电镜断口观察等方法对支承座的断裂原因进行了分析。结果表明:由于该支承座受到意外挤压而造成其在加强筋处表面产生一较小的凹坑,由此形成的应力集中使零件在随后的台架试验中很快在此处萌生裂纹源;同时由于该支承座在裂纹源附近存在大面积的疏松缺陷,使得已形成的裂纹源快速疲劳扩展,直至最后断裂。最后提出了改进的措施。

在不同的应力幅值下,测试了a356铸造铝合金的单轴疲劳寿命,对该合金的高周疲劳区、低周疲劳区以及过渡区进行了划分。分析了合金在循环加载过程中,应变变化的特点。对疲劳试样的断口进行了扫描电镜观察,阐述了疲劳断裂的特点。edx能谱分析发现断口中的夹杂物主要为铁的氧化物和高硅颗粒,并在疲劳过程中被剥离。

铝合金管资料

本文论述一种新型的楔形压制工艺,即通过局部变形、多道次小变形累积实现大变形的致密化加工方法,对喷射沉积多孔坯料进行后续致密化和塑性变形,很好地解决了传统加工工艺的难题,大大降低了生产成本。

综合参数比较 -康帕斯管道与无缝钢管 第一部分：节能 每立方米/分压缩空气的成本 通过下列计算可得到， ·假定: 电机服务系数=110% 功率因子=0.9 ·一台典型的空压机每1hp可产生4cfm ·1hp=110%x0.746kw/0.9=0.912kw ·所以产生1cfm压缩空气需0.228kw ·如果每度电费为0.65元:1cfm=0.1482元/小时 ·1立方米/分=35.315cfm ·所以1立方米/分=5.23元/小时 ·所以一台10立方米/分的空压机每年运行8,000小时来计算将耗电: 10x8,000x5.23=418400元（无泄漏状态下） 通过如上公式计算67立方米/分的流量运行8000小时将耗电（无泄漏状 态）： 管路材质摩擦

为了揭示管坯低熔点塑性介质挤胀成形力学特征,对铝合金管坯低熔点塑性介质挤胀成形工艺过程进行了研究.将低熔点塑性介质作为传力介质填加到管坯的内腔里,两个水平冲头在挤压管坯的同时挤压管坯内的塑性介质,使其在受挤压过程中自行封闭,自行产生高压,在管坯两端轴向挤压力的共同作用下,最终将管坯挤胀成形为空心构件.研究结果表明:低熔点塑性介质挤胀成形时管坯和塑性介质两种材料同时发生塑性变形,管坯的变形流动是塑性介质的内压和冲头轴向挤压共同作用的结果,采用该工艺可以成形各种异型截面的空心构件.

介绍了在北方冬季半连续铸造生产3a21铝合金管铸坯中,防止管铸坯产生裂纹的具体措施。为了防止铸坯裂纹,必须严格控制合金中杂质fe和si的含量,适量添加al-ti-b晶粒细化剂,严格控制合金元素mn的含量,合理选择结晶器芯子的锥度,实行高温、低速、缓冷(低水压冷却)的铸造工艺进行生产,可以确保3a21铝合金管铸坯的质量。

采用低压铸造的方法,通过两种不同的冷却工艺制备出了a356铝合金轮毂。论文主要研究了两种不同冷却工艺下,所制轮毂的缺陷分布、缺陷种类和缺陷比率,以及缺陷比率对轮毂力学性能的影响,并分析了二次枝晶间距对轮毂力学性能的影响。研究表明,完全水冷工艺(同时凝固)所制轮毂缺陷较为严重,几乎在轮毂各个部位均生成了缩松或夹杂,但由于完全水冷工艺使合金较快的冷却,所制备合金的晶粒十分细小,这使得合金的力学性能比顺序凝固工艺所制样品更为优良。

采用deform有限元软件研究了非致密大规格喷射沉积耐热铝合金管材挤压制备的外径为417mm、内径为340mm管材的变形过程,并模拟了挤压过程中应力场、应变场、致密度以及挤压力的变化情况。模拟结果表明:挤压初期为压实阶段,挤压力增加缓慢;随着挤压过程的不断进行,从挤压尾部到挤压头部,管坯的致密度呈阶梯式增加,等效应变、应力和应变速率的变化规律与致密度相类似;在挤压变形区应变、应力和应变速率变化剧烈;挤压后的管材为致密材料,最大挤压力为6.45×104kn,与实际挤压过程中挤压力和致密度相比较,计算机模拟结果与实验结果基本相符。

综合参数比较 -康帕斯管道与无缝钢管 第一部分：节能 每立方米/分压缩空气的成本 通过下列计算可得到， ·假定: 电机服务系数=110% 功率因子= ·一台典型的每1hp可产生4cfm ·1hp=110%= ·所以产生1cfm压缩空气需 ·如果每度电费为元:1cfm=元/小时 ·1立方米/分= ·所以1立方米/分=元/小时 ·所以一台10立方米/分的每年运行8,000小时来计算将耗电: 10x8,000x=418400元（无泄漏状态下） 通过如上公式计算67立方米/分的流量运行8000小时将耗电（无泄漏状 态）： 管路材质摩擦系数对比情况下所产生的电费 无缝钢管10x8000x=418400元 airpipe超级管路（10x8000x

综合参数比较 -康帕斯管道与无缝钢管 第一部分：节能 每立方米/分压缩空气的成本 通过下列计算可得到， ·假定: 电机服务系数=110% 功率因子= ·一台典型的每1hp可产生4cfm ·1hp=110%= ·所以产生1cfm压缩空气需 ·如果每度电费为元:1cfm=元/小时 ·1立方米/分= ·所以1立方米/分=元/小时 ·所以一台10立方米/分的每年运行8,000小时来计算将耗电: 10x8,000x=418400元（无泄漏状态下） 通过如上公式计算67立方米/分的流量运行8000小时将耗电（无泄漏状 态）： 管路材质摩擦系数对比情况下所产生的电费 无缝钢管10x8000x=418400元 airpipe超级管路（10x8000x

综合参数比较 -康帕斯管道与无缝钢管 第一部分：节能 每立方米/分压缩空气的成本 通过下列计算可得到， ·假定: 电机服务系数=110% 功率因子=0.9 ·一台典型的空压机每1hp可产生4cfm ·1hp=110%x0.746kw/0.9=0.912kw ·所以产生1cfm压缩空气需0.228kw ·如果每度电费为0.65元:1cfm=0.1482元/小时 ·1立方米/分=35.315cfm ·所以1立方米/分=5.23元/小时 ·所以一台10立方米/分的空压机每年运行8,000小时来计算将耗电: 10x8,000x5.23=418400元（无泄漏状态下） 通过如上公式计算67立方米/分的流量运行8000小时将耗电（无泄漏状态）： 管路材质摩擦系数对比情况下所产生的

ics13.100 h ys/t××××.4-×××× 铝及铝合金管、棒、型材安全生产规范 第4部分：隔热型材的生产 safe-productionspecificationforaluminiumandaluminiumalloysproductionofextruded tubesandpipes,barsandrods,profiles part4：productionofthermalbarrierextrudedprofiles 中华人民共和国工业和信息化部发布 中华人民共和国有色金属行业标准 ××××-××-××发布××××-××-××实施 ys ys/txxxx.4-xxxx i 前言 ys/txxxx《铝及铝合金管、棒、型材安全生产规范》分为4个部