高强高韧铝合金材料的制备技术及其装备.PDFVIP

专家视点 | xperts E. View 高强高韧铝合金材料的制备技术及其装备 李小平 江苏理工学院材料工程学院副教授 博士 作者简介：李小平，江苏理工学院材料工程学院副教授，博士，硕士研究生导师。2006年毕业于上海交通大学获博 士学位。近年来，主持和参与完成多项国家和省部级以上课题的研究工作。其中主持在研国家自然科学基金委2013年 专项基金项目1项，主持在研2012年常州市科技支撑计划项目1项，参与在研江苏省自然科学基金青年基金项目1项。荣获 “2013年度常州市科技进步奖”三等奖1项，荣获2011年度“中国机械工业科学技术奖”二等奖1项，荣获2011年度“中国 机械工艺协会科学技术奖”二等奖1项，荣获“2012-2013年江苏理工学院科研先进工作者”荣誉称号。 合金材料及其产品的研制。结合理论 1 前言 与工艺研究开发出相应的自动化程度 铝合金材料因其密度小，具有高 高，稳定可靠的工程化装备，满足诸多 比强，耐腐蚀，良好的导电和导热等特 领域对高高强高韧铝合金材料与产品 性而广泛应用于航空航天、轮船、高速 的需求，而且因为性能的大幅提高为 列车、汽车、石油和地质钻探等领域。 轻量化的结构设计提供了材料保障。 特别是针对超高强铝合金是今后研究 2 核心技术简介 和应用的重点。若以超高强度钢的比 强度为标准，可将屈服强度500MPa 以 2.1  喷射成形技术 上的铝合金称为超高强铝合金，而且 自主研发的喷射成形设备，采用 图1 喷射成形制备锭坯原理示意图 还要求具有良好的塑性和韧性。而采 熔融的金属（合金）通过高压雾化气 要将这种快速凝固毛坯进行二次成形 用传统的工艺已无法满足高性能铝合 体将金属液体成分雾化成细小的液体 或致密化处理。采用喷射成形坯料直 金的要求。因此，采用新型的新型的材 和固体颗粒的混合物，结合计算机三 接加热到半固态温度区间进行压制或 料制备方法、发展新的成形加工及热 维设计，控制雾化器的雾化状态和各 挤压成型,生产出所需形状的产品。产 处理制度以及研发相应的装备成为发 参数，同时控制接收体的运动轨迹和 品能很好保持喷射成形得到的良好的 展高性能铝合金的重要方向。 速度，实现金属的逐层堆积，达到生 组织与性能，具有优异的综合力学性 为制备出高强度高韧性的铝合金 产不同形状和尺寸的金属零部件的目 能。 材料，充分利用喷射成形技术和半固 的。喷射成形制备锭坯原理示意图如 3 工程化装备、材料与产品的 态加工两种材料制备技术的先进性， 图1所示。 研发与应用 创新使用产品设计方法和喷射成形制 2.2  金属半固态加工 备铝合金毛坯、半固态加工工艺、热 喷射成形直接成形一般形状较复 运用已有的研究成果，把先进的 处理、及机械加工工艺，研制新型高 杂的零件比较困难,且这种快速凝固 现代控制技术融入到喷射成形设备和 强、高韧铝合金材料运用于高性能铝 坯料不能达到100%的致密度,一般都 半固态成型设备中，实现设备的自动 16 机械制造工艺 xperts | 专家视点