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本研究采用半固态锻造方法对铸造铝合金ZL109和变形铝合金7050进行成形。本论文重点介绍了两种铝合金原始坯料的制备、坯料的二次重熔、半固态锻造成形的工艺方法以及锻件的热处理方法,并对原始坯料的组织特点、坯料重熔过程中的组织演化特点以及成形零件的机械性能进行了比较和分析。 首先采用低过热法制备半固态成形的原始坯料,制定了合理的坯料制备工艺。通过研究表明,合适的低过热法浇铸温度如下:ZL109合金在566-568℃时浇铸,7050合金在621-623℃时浇铸。通过金相组织分析表明,采用低过热法浇铸铝合金原始坯料,对于ZL109合金能够细化共晶组织,增加α相,而对于7050合金则能够细化α组织,因此采用低过热法制备坯料能够达到细化组织的目的。 采用高频感应加热设备对坯料进行二次重熔,通过切割实验寻求合金合适的半固态温度以达到良好的触变性能。通过多次实验确定的ZL109合金的合适半固态温度是569+1℃,其加热工艺(温度—振荡电流)为:8℃—1200A;450℃—1000A:520℃—600A:550℃—423A;569℃—0A。7050合金的合适半固态重熔温度是610±1℃,其加热工艺为8℃—1200A;520℃—1000A;550℃—600A;590℃—423A;610℃—0A。对重熔过程中的坯料微观组织进行了观察分析,在重熔过程中,ZL109合金的共晶组织逐渐细化,在接近半固态触变温度时共晶组织中的蠕虫状和条状组织基本消失,对于7050合金来说,加热过程中,α组织逐渐圆整化,在达到最终半固态温度时呈球团状分布。 自行设计了一套锻模,用以成形标准拉伸试样。将模具安装在油压机上,通过室温铅棒试模获取合适的坯料尺寸。采用外贴加热片的方式对模具进行预热,能够取得较好的加热效果,成形时模具预热温度为250℃。将重熔后的坯料在油压机上锻造成形,成形压力为150吨。锻造所得的并排五个试样中的中部三个试样充型比较完整。 对成形零件进行热处理,ZL109合金采用T6热处理即473℃固溶3小时,210℃时效7小时,7050合金采用T7451热处理即473℃固溶三小时,120℃时效5小时,174℃时效15小时。对未进行热处理的锻件和进行了热处理的锻件进行力学性能分析,ZL109热处理后的平均抗拉强度为220MPa,比热处理前的189MPa明显要高,并且高于工厂技术要求210MPa;热处理以后的延伸率明显提高。7050合金热处理以后的平均抗拉强度为291MPa,比热处理前的234MPa高出近24%,并且热处理以后的拉伸强度最高值达到320MPa;其延伸率略有下降。因此,采用半固态方式锻造成形铝合金零件并进行合适的热处理,能够明显改善合金的性