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本文主要研究了大高径比ZA27合金铸件挤压铸造过程的若干基本问题。主要通过对大高径比柱塞式挤压铸造模具的设计并通过调试不同的工艺参数进行挤压试验,得出适合大高径比ZA27合金铸件挤压铸造的工艺参数,研究了挤压铸造工艺对大高径比ZA27合金不同部位铸件力学性能及显微组织的影响。 通过正交试验得出挤压铸造工艺参数对于力学性能指标影响的显著性,适合于大高径比(H/D=7)ZA27合金铸件挤压铸造工艺参数为:比压750MPa,模温170℃~200℃,浇注温度在600℃~630℃,保压时间在45s左右。挤压铸造可以改善大高径比ZA27合金铸件不同位置的力学性能差异性,并且使铸件的综合力学性能显著提高。在适宜的工艺参数条件下,大高径比ZA27合金铸件的各项力学性能可达到:抗拉强度σb≥420MPa,伸长率δ5≥12%,硬度HBS≥130。 挤压铸造可以明显改善大高径比ZA27合金铸件的宏观组织,挤压后铸件的组织较为致密,基本上消除了常压铸造条件下铸件较严重的缩孔、缩松、气孔等缺陷。挤压铸造还可以明显改善大高径比ZA27合金铸件的显微组织,挤压后铸件的显微组织由原来粗大的树枝晶变为破碎的花朵状枝晶。挤压铸造使晶间共晶体的形态发生了较大的变化,在常压下共晶体组织粗大,呈长条状分布于晶界处,而在压力作用下共晶体呈现明显的细小层片状。在挤压铸造条件下,同一铸件的不同部位组织也存在一定的差异。沿高度方向由上到下,上部和下部的组织较中部的组织细化,沿直径方向由内到外,外侧的组织明显比内侧的组织细小。中心部位的组织为细小的等轴晶组织,外侧的组织为细晶粒层,具有变形组织的特征。 挤压铸造使大高径比ZA27合金铸件的比重偏析有所改善,压力使大高径比铸件成分分布更加均匀。挤压铸造可以明显改善大高径比ZA27合金铸件的显微偏析。挤压后的铸件锌、铝和铜的偏析比都有所下降,晶间共晶体中Al含量增加,α枝晶内铜和锌的含量有所增加。挤压铸造还可以使锌铝合金的凝固过程发生变化,差热分析表明在压力750MPa以上对应着共晶反应温度缺少一个吸热峰,说明压力可能抑制共晶反应的发生。