倒锥形通道浇注制备半固态7075铝合金浆料.pdfVIP

特种铸造及有色合金 年第 卷第期 倒锥形通道浇注制备半固态 铝合金浆料 摘 要 采用倒锥形通道浇注方法制备了半固态 铝合金浆料。试验结果表明,当浇注温度为~℃、通道内壁 锥度在 。~ 。之间时,采用锥形通道浇注方法可以制备出较高品质的半固态 铝合金浆料,且通道内挂料较少;当通道 内壁锥度一定时,随着浇注温度降低,初生 ? 的平均晶粒尺寸减小、形状因子提高;当浇注温度一定时,随着通道内壁锥 度的增大,初生 ? 的平均晶粒尺寸减小、形状因子提高;在倒锥形通道浇注制备半固态 铝合金浆料过程中,通道内 壁的大量形核和晶粒游离及收集坩埚中的晶粒熟化是获得细小球状初生 ? 晶粒的主要原因。 关键词 铝合金;半固态浆料;锥形通道;初生口一 中图分类号. ; . 文献标志码 文章编号 ? ? ?: . / . . .? , , ,,,, : . ? ?, ℃~ ℃ 。~ 。., ? . , ? ? . ? ,? ,. : ;?;; 一 随着半固态金属流变成形技术的不断发展,半固态 法 、? 金属浆料的制备工艺也呈现出新的特点,即在力求获得 法 、新法 、 高品质的半固态金属浆料的同时,进一步缩短和简化制 转动斜管法 、波浪型倾斜板 “ 和蛇形管通道浇注 备流程,降低浆料的制备成本,并使之与后续的成形工 法等。同时,半固态成形铝合金的选择也不 艺有较好的衔接口 。目前出现的典型制备工艺有倾 再仅仅局限于铸造铝合金,各种高强度锻造铝合金也开 斜板浇注工艺,、 始逐渐被研究口。 。 收稿日期: ? 基金项目:国家自然科学基金资助项目;国家重点基础研究发展计划 计划 资助项目 ? 第一作者简介:杨斌,男,年生,博士研究生,北京科技大学材料科学与工程学院,北京 ,电话: , , ? : ? . ,. .新技术新工艺, : ? . ? ? .张义文,陶宇,张莹,等.粉末冶金高温合金的组织和性能研究, ,:?. .见:中国金属学会高温材料分会.动力与能源用高温结构材 冯涤,李力. 高温合金粉末在加热过程中的相转变和原始颗 料:第十一届中国高温合金年会论文集.北京:冶金工业出版 社, . 粒边界问题 .钢铁研究总院学报, ,: ?. 王淑云,李惠曲,谭勇.热等静压 合金热处理过程的组织 编辑:张正贺 特种铸造及有色合金 年第 卷第 期 倒锥形通道浇注法是新近提出的一种半固态金属 浆料的制备方法,它可以进一步简化半固态金属浆料的 制备工艺 。首先,将过热的合金液浇入一个倒锥 形通道,合金液流经通道后再进入一个收集坩埚或压铸 机的压室中,最后进行流变成形。由于该浆料制备过程 简便,浆料制备成本低廉,易于在实际生产中得到应用, 因而它是一种具有发展潜力的新型制备方法。本课题 采用倒锥形通道制备了半固态 铝合金浆料,并探 讨了浇注温度和倒锥形通道的锥度对浆料组织的影响。 图 铝合金浆料的倒锥形通道浇注制备工艺示意图 试验材料及试验方法 . 型热电偶 .坩埚电阻炉 .铝合金液 .浇口杯 .倒锥 形通道 .不锈钢收集坩埚 .冷却水 .铝合金浆料 试验合金为商用 铝合金,其化学成分质量分 将完全凝固的铝合金浆料沿轴线方向截取约 数 为: . %的 , . %的 , . %的 , . %的厚的圆片,再从中取出一扇形块经过圆心 作为金, . %的 ,余量为 。该铝合金的理论液相线温 相试样。试样经过机械抛光之后,用体积分数为 . % 度为℃,固相线温度为℃。首先利用坩埚电阻 的 水溶液进行浸蚀,在 光学显微镜下观 炉将 铝合金熔化至℃,经过适当精炼除气。 察组织形貌,利用公式 一 / 。和 一 / 来 再将 铝合金液体冷却到预定的浇注温度,然后将 分别计算初生 ? 晶粒的当量直径 和形状因子 铝合金液体浇入室温状态的石墨质倒锥形通道中。位 其中, 和 分别代表晶粒的面积和周长 。 于倒锥形通道底端的不锈钢收集坩埚 × 收集铝合金浆料。浇注完毕后,将盛有浆料的 试验结果与讨论 收集坩埚淬入水中激冷,以尽可能保留高温时浆料的组 ... ■ ~ ■ . 浇注温度对浆料组织的影响 织状态,便于随后的组织观察和分析。铝合金液体的浇 注速度约为 . / ,整个浇注时间为 。图 为铝 本组试验选取了 种浇注温度来考察其对 铝 合金浆料的倒锥形通道浇注制备工艺示意图。 合金浆料组织的影响。图 是倒锥形管通道壁锥度为 图 不同浇注温度下 铝合金浆料的初生口一 晶粒形貌 。、通道长度为 、出口直径为 时所制备 提升至。 时,浆料中的初生 ? 相呈现为粗大的 浆料的微观组织。由图 可以看出,浇注温度对半固态 枝晶和蔷薇晶,其形状因子最小,与传