挤压比对6201铝合金半固态连续挤压成形组织和性能的影响

研究了挤压比对6201合金线材的微观组织、力学性能和导电性能的影响。结果表明:随着挤压比的增大,T6态合金的强化相β′(Mg2Si)弥散质点的尺寸减小,弥散程度增加,合金线材的抗拉强度,延伸率和电阻率增大,其增大的趋势随着挤压比的进一步增加而逐渐减小;当挤压比一定时,随着在线固溶温度与时效温度的升高,线材的力学性能下降,导电性能升高。当挤压比为16.5～29.7,线固溶温度为520～540℃,时效温度为150～160℃时,合金力学性能和导电性能分别为:σb=310～328MPa,δ=8.5%～10.3%,ρ=0.0322～0.0328nΩ·m,较好地满足Al Mg Si导线标准要求。采用合理的挤压比,可直接生产性能良好的铝合金导电线材。

热处理对SCR成形6201铝合金性能的影响

研究了不同在线固溶温度条件下时效处理对 6 2 0 1铝合金线材的微观组织、拉伸性能和导电性能的影响。结果表明 :随着在线固溶温度的下降 ,针状强化相β'(Mg2 Si)在α Al中的弥散度增加 ,尺寸减小 ;同时合金的拉伸强度 ,伸长率则呈现上升趋势 ;过时效时 ,线材的强度呈现下降趋势 ,而线材的伸长率和电阻则随着时效时间的延长而不断下降。5 9mm线材的热处理工艺为 :5 2 0℃在线固溶水淬 ,15 0℃时效 12h,线材拉伸强度为 32 4MPa ,伸长率为 10 3% ,电阻率为 32 6nΩ·m ,合金线材具有较佳的综合力学性能和导电性能。

连续扩展挤压成形常见缺陷分析与预防

介绍了连续扩展挤压成形的特点,系统地阐述了扩展挤压管材的几种典型缺陷及缺陷形成的原因并提出了相应的预防措施.

连续半固态成形6201合金线材的组织和性能

采用SCR技术和在线固溶处理方法制备了直径为4.8mm的6201铝合金导电线材,研究了该线材及其冷拔的直径3.0mm线材的微观组织、力学性能和导电性能.结果表明:线材的组织由Al基体、针状强化相的β″(Mg2Si)和片状Si组成,低倍组织为等轴晶,线材的拉伸强度随着时效时间的延长出现先升后降的趋势,伸长率和电阻率则呈现下降的趋势,其变化趋势随着时效温度的提高而加剧;T6态线材的综合性能达到CHTA工艺指标;冷加工可显著提高合金线材的强度,适当的时效可降低其电阻率.

多道次ECAE动态成型Al-Mg-Si合金导线组织与性能

借助S4800扫描电子显微镜、Philips DM420透射电子显微镜、SANS CMT5105电子万能材料试验机和QJ48双臂直流电桥,研究了多道次ECAE动态成型Al-Mg-Si合金导线的组织与性能。结果表明:4道次ECAE动态成型可制备平均尺寸在10μm左右甚至更小的Al-Mg-Si合金导线晶粒。随着Mg、Si含量的增加,合金导线的抗拉强度增大,伸长率与等效导电率降低。经160~170℃/7h时效处理后,Al-0.59%Mg-0.59%Si合金导线的抗拉强度、伸长率和等效导电率分别为305.71~309.63 MPa,4.7%~5.4%和55.18%IACS^56.33%IACS,与目前国产Al-Mg-Si合金导线(295 MPa,52.5%IACS)相比,导电性能显著提高。

重熔工艺对Al-Ti-C晶粒细化剂组织的影响

采用Lasertec1LMH21共焦扫描激光显微镜和光学显微镜,观察了Al-Ti-C晶粒细化剂在加热熔化过程中的组织变化与凝固后的组织。结果发现,在加热过程中,Al-Ti-C细化剂中Al基体首先熔化,随后片状Ti Al3和TiC相成为游离相,然后被熔断、破碎成细小的新质点,其破碎程度随着保温时间的延长与熔化温度的升高而加剧。重熔工艺可有效改善Ti Al3和TiC晶粒的形貌,低温对Ti Al3相的形貌影响较大,高温对TiC相的形貌影响较大。

连续ECAE动态时效成形制备Al-Zr-B合金的组织与性能

为制备高性能铝锆耐热合金导体,首次采用ECAE动态时效成形工艺制备了Al-Zr-B合金导体.借助光学显微镜、材料拉伸试验机和双臂直流电桥等测试手段,研究了连续ECAE动态时效成形Al-Zr-B合金显微组织、力学性能和导电性能.结果表明:随着ECAE成形道次的增加,合金线材的组织逐渐趋于均匀;时效热处理可有效改善Al-Zr-B合金导线的力学性能和导电性能.随着时效时间的延长,合金的抗拉强度先升高,出现峰值强度,再延长时效时间,强度降低;伸长率随着时间延长一直降低,等效导电率则不断升高.当时效温度180℃、时效时间12h时,Al-0.3Zr-0.06B合金的拉伸强度为265.32MPa、伸长率为6.7%、等效导电率为59.54%IACS,Al-Zr耐热合金导线的综合性能较好.

6201电工铝合金线材连续铸挤工艺研究

采用连续铸挤工艺生产6201电工铝合金线材。对成形影响因素:熔炼工艺,铸挤轮转速,浇注温度,冷却水流量等进行了研究。结果表明:采用合理的熔炼工艺,在铸挤轮转速为15r/min,冷却水流量为10～15L/min,浇注温度为740～780℃的情况下,6201电工铝合金线材表面质量好,气孔少,内部无氧化夹杂,强化相元素镁和硅完全固溶,合金线材显微组织为合适的淬火组织。

Al-Mg-Si合金导体二次转角连续ECAE成形的可行性模拟

借助DEFORM-3D模拟软件,模拟了二次转角ECAE动态成形Al-Mg-Si合金第1道次应力应变及温度场分布.其最大等效应力为141MPa,应变为31.4,变形温度为415℃,基本与一次转角连续ECAE成形的第2道次相等.效率可达到常规连续ECAE的二倍,因此,本研究对开发Al-Mg-Si合金二次转角连续ECAE成形新工艺具有重要意义.

高导电率圆铝杆连续铸挤成形技术实验研究

为制备高导电率电工圆铝杆,采用连续铸挤技术制备了直径9mm圆满铝杆,借助光学显微镜、材料电子拉伸试验机和双臂直流电桥研究了连续铸挤成形圆铝杆的微观组织、力学性能和导电性能.结果表明,连续铸挤成形技术可制备组织、性能优良的高性能电工圆铝杆.当浇注温度为730℃,铸挤轮转速为15r/min,挤压出口杆温度为500℃,成盘杆空冷至室温时电工圆铝杆的力学性能和导电性能优良,拉伸强度为90.4～95.2MPa,伸长率为21.1%～22.1%,电阻率为27.09～27.20nΩm,为生产高导电率电式圆铝杆开辟了新途径.

6201铝合金管材半固态连续扩展成形实验研究

采用半固态连续扩展成形技术,成功地试制了扩展比为3 52的6201铝合金管材·对其微观组织和力学性能的变化及机理进行了研究·实验表明:出模温度超过510℃时,其组织发生完全再结晶;T6,TA状态半固态连续扩展成形管材的强度随着时效时间的增加呈明显的上升趋势,而延伸率则呈明显的下降趋势·扩展成形工艺的关键在于确保成形终了温度高于520℃,T6状态的管材抗拉强度为299MPa,延伸率为9 4%;TA状态的管材抗拉强度为258MPa,延伸率为12 4%;力学性能演化机理分析表明,采用合适的连续扩展成形工艺与时效处理工艺能保证获得拉伸强度和延伸率匹配最佳的6201母线管材·

多道次控温ECAE动态成形Al-Mg-Si合金导体的可行性

借助计算机仿真软件DEFORM-3D,模拟了多道次控温ECAE动态成形Al-Mg-Si合金的应力应变及温度场分布.结果表明,随着ECAE成形道次的增加,Al-Mg-Si合金变形区等效应力-应变及温度不断增加,且其分布均匀性增加.当试样加热温度为220℃时,第四道次合金的变形的最大等效应力为148MPa,显著低于工模具的许用应力,ECAE成形设备安全;出口温度可达最高398℃,通过控制ECAE各道次的冷却,可有效控制合金的成形温度,实现Al-Mg-Si合金多道次连续EACE动态成形.

时效处理对连续ECAE动态成形Al-Mg-Si合金导体组织和性能的影响

为制备具有高导电率和优良力学性能的Al-Mg-Si合金导体,采用连续ECAE动态成形制备4mm的合金导线.借助电子金相显微镜、透射电镜、金属拉伸试验机和QJ57型双臂直流电桥研究了连续ECAE动态成形Al-Mg-Si合金导线微观组织、力学性能以及导电性能.结果表明连续ECAE动态成形能够制备高性能Al-Mg-Si合金导体,且在经过4道次连续ECAE加工后在温度160~180℃,时效时间6~8h时,Al-Mg-Si合金导体具有优良的综合性能,导线抗拉强度可达到295MPa左右,伸长率约为3.7%,等效导电率约为57.1%IACS,较连铸连轧成形Al-Mg-Si合金导线强度提高7.7%左右.

铝导线连续高速拉伸成形的数值模拟

针对铝导线高速拉伸过程中铝导线性能不均及表面质量较差的问题,以某电缆厂配模参数为基础,利用deform3d计算机仿真模拟软件,研究了该配模条件下拉伸速度、润滑对铝导线连续拉伸过程中线材温度和应力-应变分布的影响;以及成品模工作锥角对成品线材变形区应力-应变的影响。结果表明:线材温度随着拉伸道次的增加,成品导线变形温、应力和应变增大,成品导线变形温度、等效应力和等效应变分别达到180℃、130.4 MPa和6.781以上;其中摩擦比拉伸速度对导线温度影响更大。通过合理的成品模具结构设计,可有效提高导线变形的均匀性。

低电压下多孔阳极氧化铝膜的制备

选取草酸溶液电解液,采用低压恒压法与二次阳极氧化工艺制备了多孔阳极氧化铝膜（AAO）。借助扫描电镜（SEM）,观察了电解液浓度和氧化时间对多孔阳极氧化铝膜的形貌、孔径和孔间距的影响,得到电流随时间的变化曲线。研究了多孔阳极氧化铝膜层厚度与电流密度及氧化时间之间的关系,探讨了多孔阳极氧化铝膜形成机理,优化了阳极氧化制备工艺。结果表明：利用低压恒压法,在氧化电压18 V,氧化时间12 h,氧化液浓度0.6 mol/L时,可制备孔径均匀、高度有序的多孔阳极氧化铝膜。

SCR工艺参数对A2017半固态合金组织的影响

采用自行设计的SCR实验机制备A2017半固态合金,研究了SCR工艺参数对A2017半固态合金组织的影响。实验结果表明,合金液浇注温度和轧辊冷却水流量共同影响辊靴间隙中半固态合金的固相率,降低浇注温度或者增大冷却水流量,辊靴间隙高固相率合金区间增长,晶粒尺寸变小;减小辊靴间隙或者提高轧辊转速提高合金层流剪切强度,利于枝晶破碎;增大出口半固态浆料冷却速率能有效抑制晶粒继续生长,保留其完整的非枝晶半固态组织。合金液浇注温度为760～780℃,辊靴间隙为4～6mm,轧辊冷却水流量200～300ml/s条件下,SCR技术可获得浆料状A2017半固态合金,凝固后坯料为均匀、细小的非枝晶等轴晶组织,晶粒大小在40～50μm之间,SCR技术是一种制备半固态加工坯料的理想方法。

SCR技术半固态制浆及组织形成机理

采用单辊搅拌冷却技术 (Shearing Cooling Rolling,简称SCR)制备A2 0 17合金半固态浆料 ,对SCR工艺参数对半固态浆料组织的影响以及组织形成机理进行了研究。结果表明 ,熔体浇注温度和辊靴型腔高度对半固态浆料组织的影响显著 ,降低熔体浇注温度或减小辊靴型腔高度 ,半固态浆料组织从粗大的枝晶和菊花晶转变为细小的等轴晶或球形晶。组织形成机理分析表明 ,熔体首先在工作辊和靴子表面形核生长 ,在液流冲击及剪切搅拌的作用下晶核脱落游离进入残余液相区长大成菊花晶 ,在强烈剪切搅拌作用下 ,菊花晶断裂破碎最终形成非枝晶组织。

Al-Sc合金的现状与开发前景

介绍了Al-Sc合金的发展现状及其推广应用存在的问题;展望了它的发展前景。用连续铸挤机开发出Al-Sc合金、Al-Mg-Sc合金管、棒、型、线材的连续铸挤成形技术。

SCR技术半固态制浆热流偶合场的三维有限元模拟

在ANSYS有限元软件求解平台上对SCR技术半固态制浆过程热流耦合场进行三维模拟,给出了不同工艺参数下的温度场和速度场的分布情况,并将模拟结果与实验结果进行比较。结果表明,在旋转工作辊拽动下,辊靴型腔内合金做层流运动,各流层的速度从工作辊表面到靴表面呈线性递减。合金温度从辊靴入口到出口逐渐下降,在速度场影响下,合金温度场等温线向工作辊面发生偏移,近工作辊面温度偏高。随着合金液浇注温度的升高、辊靴型腔高度的增加或者工作辊转速的提高,出口半固态浆料的温度升高,与实验结果一致。

Al-5%Ti-0.25%C细化剂合金微观组织与细化性能

采用液固反应合成技术,通过铝熔体润湿经活化与助熔处理的无定型石墨的方法,成功地制备了Al 5%Ti 0 25%C细化剂合金,并通过透射电镜(TEM)、光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)和能谱分析(EDS)等手段,研究了该合金的组织特性与细化性能。结果表明:Al 5%Ti 0 25%C细化剂合金组织由Al基体、针状及片状TiAl3相和TiC粒子团簇组成,且部分TiC粒子与α Al基体存在晶体取向关系;Al 5%Ti 0 25%C细化剂具有优异的细化α Al晶粒的性能,细化接触时间和衰减时间分别为2 5min和110min。