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合金挤压冶炼工艺的研讨

来源:铸铁平台厂家_泊头市精固诚量具机械 发布时间:2020-03-07 点击次数:

     1.试验材料和方法

     对5083工业变形铝合金进行了挤压熔炼工艺研究。选取三个主要影响因素,各提出三个层次,按文献相关内容确定压力,采用正交试验法L 934进行9组试验。试验在YB 322100液压机上进行。通过改变比压、合金浇注温度、保温时间等工艺参数,得到了不同工艺条件下的零件。测定了抗拉强度(σb)、伸长率(δ)和硬度(Hb)。最后,确定了最佳试验条件。讨论了该工艺条件下零件的组织和性能,并与常规冶炼和模锻工艺条件下的结果进行了比较。

     挤压熔炼模具结构,在试验过程中先预热模具,喷涂涂料;将合金液体定量浇注到模具内,压力、压力释放后冷却,喷射件。用热电偶法测定了模具温度和浇注温度。金相试样(10 mm×10 mm×4mm)和拉伸试样(5mm×72 mm)、硬度试样也被截取。在MS万能液压试验机上进行了拉伸试验,在HB23000Briell硬度计上测定了硬度,在XJL2O2A垂直金相显微镜下观察了显微组织。

     二.测试结果分析

     2.1正交试验分析

     正交试验的结果是基于正交试验结果计算的各性能指标的极差。结果表明,对于这三项性能指标,保温时间的最大差异并不大,即保温时间是次要因素,与保温时间相比,浇注温度和比压对合金的影响较大,属于主要因素。对拉伸强度和拉伸强度的影响最大的是比压,而对硬度影响最大的是浇注温度,这是主要影响因素。根据表3中各指标对应的差值的大小和图2中各指标随影响因素的变化趋势,选择了最佳工艺参数。对于σb、δ和硬度,指数越大越好。通过综合分析,得出最佳工艺条件为:A3B2 C2C,浇注温度为670℃,比压为125 MPa,保温时间为15s。

     2.2挤压熔炼前后组织和性能的变化

     常压金属模具铸件、挤压熔炼件和热模锻件的微结构图。结果表明,常压金属模具熔炼和挤压熔炼条件下得到的铸件组织为白色α2Al,大量亮灰珠共晶组织β2 Mg2Al3和β2Mg5Al8,而常压金属模具铸件的组织明显粗糙,而挤压熔炼件的组织较小且均匀,热模锻件纵向组织在纵向和横向上都有明显差异,纵向组织沿一定方向拉长。结果表明,金属模具铸件的平均晶粒面积为108.02μm~2,挤压熔炼件的平均晶粒面积为26.23μm~2,减少了75.72%。结果表明,挤压熔炼后合金组织明显细化,力学性能得到明显改善。

     从力学性能数据可以看出,挤压熔炼后,热模锻件的力学性能有了明显的提高,综合力学性能达到或接近其热模锻件。其主要原因是既消除了挤压熔炼过程中产生的疏松、收缩等缺陷,又细化了组织。晶粒尺寸越细,晶界比例越大,位错运动障碍越多,强化效果越明显。同时,晶粒尺寸越小,一定体积内的晶粒越多。同样的变形由更多的晶粒承受,变形更加均匀,不易引起应力集中,从而产生较大的塑性变形而不发生断裂。