论文部分内容阅读
在节约能源和环境保护的驱动下,目前汽车、摩托车及自行车等交通工具零件生产中,世界各国逐渐改用具有高强度、高硬度、高寿命,并能承受一定磨损及较好的使用性能的压铸铝合金来代替钢质材料。针对目前压铸铝合金的强韧性不足的问题,本文在高强韧压铸合金材料及压铸成形技术等方面进行了研究。 通过合金液变质处理、合金化学成分优化及热处理强化等,研制出一种新型压铸高强韧铝铜合金HB。合金化学成分(wt%):Cu:5,Mn:0.6~0.8,Ti:0.15~0.25,V:0.1~0.15,Zr:0.05~0.1,B:0.06~0.08,该合金的流动性好,压铸件热裂倾向低。合金成分取下限时,具有最佳的铸造性能,其流动性与A356合金相当;合金成分取上限时,具有最佳的力学性能,T6热处理后的典型力学性能为σb=350~375MPa,δ5=3~5%。 重点研究了合金元素及变质处理对铸造铝铜合金铸造性能的影响,并分析了其影响机理。实验结果显示:Ti、B复合盐变质使得组织细化,合金的流动性提高;合金元素Mn低于0.6%时,提高合金流动性;合金元素Ti和V都能导致合金组织细化,提高合金流动性,但Ti不宜超过0.2%,V不超过0.15%,否则会产生偏析而降低流动性;合金元素Zr含量低与0.1%时,使结晶晶粒细化,提高合金的流动性,Zr含量高于0.1%时,Zr会在晶界富集,形成粗大的初生相,降低合金流动性。 低温时效处理可以在一定程度上实现HB合金压铸件的热处理强化,经180℃、8h低温时效热处理的力学性能可达到:σb=300~310MPa,δ5=8~10%。 在优化压铸工艺参数的基础上,借鉴慢压射理论,进一步研究了慢压射速度对压铸过程卷气的影响。实验结果表明:慢压射速度对压铸HB合金的密度有较大的影响,采用慢压射理论计算的临界慢压射得到的合金压铸件密度最大,进而其含气量最少,含气量的减少使得HB合金压铸件可以进行T6热处理强化。490℃、3h固溶180、8h时效的T6处理可以实现HB合金压铸件较好的热处理强化效果,其中Mn的含量对合金的力学性能有较大的影响,当HB合金成分取上限时可以得到最佳的T6处理力学性能。