铝合金搅拌摩擦焊的研究现状与展望

在介绍搅拌摩擦焊技术的基本原理及影响因素的基础上,综述了铝合金搅拌摩擦焊在接头金属塑性流动、显微组织以及性能等方面的国内外研究现状。研究现状表明,搅拌头形状和工艺参数对接头组织和性能具有重要影响,在合适的工艺参数下可获得综合性能良好的铝合金搅拌摩擦焊接头,并取得了一定规模的应用。此外,指出了搅拌摩擦焊技术的不足和接头性能弱区,并展望了铝合金搅拌摩擦焊技术的发展方向。

Al-Si合金中富铁相形态及其影响因素研究进展

综述了Al-Si合金中富铁相的存在形态、形成条件以及富铁相影响因素的研究进展,重点讨论了Al-Si合金中合金元素、熔炼铸造工艺对富铁相形态与分布影响的最新研究现状。研究现状表明,针状富铁相对Al-Si合金性能危害极大,而汉字状富铁相对合金性能的危害要小得多,合金元素和熔铸工艺对富铁相形态具有重要的影响;因此,研究合金元素与熔铸工艺对富铁相形态的交互作用及其影响规律,从而获得有益的富铁相形态,或减少合金中Fe含量是Al-Si合金中减缓富铁相危害的重要研究趋势。

Mn/Fe摩尔比对A356铸造铝合金富铁相形态的影响

在含1.0%Fe（质量分数）的A356铝合金中添加不同含量的Mn,采用OM、SEM、EDS及DSC等分析方法研究Mn/Fe摩尔比对富铁相形态的影响及其规律,探讨添加Mn后A356-1.0Fe合金中物相的凝固顺序。结果表明：随着Mn/Fe摩尔比的提高,富铁相形态的演变顺序为：针状→汉字状→树枝状→星形→多边形状,当Mn/Fe摩尔比超过1.2时可基本消除针状铁相。富铁相中（Fe,Mn）/Si摩尔比随富铁相形态的凝固先后顺序逐渐增加,分别为针状富铁相中（Fe,Mn）/Si摩尔比为0.5-0.7,树枝状和汉字状富铁相中（Fe,Mn）/Si摩尔比为的1.2-1.7,星型和多边形富铁相中（Fe,Mn）/Si摩尔比为1.9。富铁相的平均晶粒尺寸和体积分数随Mn/Fe摩尔比的增加先增加后减小,而后再增加。其中当Mn/Fe摩尔比为1.0时,富铁相的平均晶粒尺寸和体积分数均为最小,与A356-1.0Fe合金的相近。此外,Mn的添加有利于提高共晶相和α（Al）基体相的形成温度,有利于多边形富铁相的形成。

预处理对压铸镁合金微弧氧化膜的影响

微弧氧化前,用打磨和喷砂两种方法对基材进行预处理,获得两种氧化膜试样,对比了这两种试样的形貌、化学组成及耐腐蚀性能,分析了预处理方法对微弧氧化电压值的影响。结果表明:打磨后微弧氧化的电压值高于喷砂后微弧氧化;微弧氧化膜的耐蚀性能较基体大幅度提高,打磨试样的耐蚀性能较喷砂试样提高了40%左右;喷砂试样的氧化膜表面整体保留了喷砂后粗糙不平的形貌,而打磨试样的氧化膜较喷砂试样平整,微孔尺寸均匀且较喷砂试样的尺寸小;氧化膜表面的化学成分主要有O,Mg,Si,Al等,预处理对氧化膜化学成分及含量的影响不显著。

LED用镁合金散热器压铸工艺的研究

采用正交试验方法优化镁合金散热器的压铸工艺,利用排水法、拉伸试验测试铸件的致密度和力学性能。结果表明:当快压射速度4 m/s、慢压射速度0.2 m/s、慢压射行程0.12 m、压射比压为84 MPa时,铸件性能最佳。快压射速度对铸件的外观评分、致密度和力学性能影响程度最大,其次是慢压射行程;慢压射速度对散热器底板的力学性能影响较大,而压射比压几乎无影响。快压射速度和慢压射速度的因素水平处于中间,慢压射行程为较低水平时,铸件的外观评分、力学性能均为最佳。

工艺参数对6mm厚5052铝合金板搅拌摩擦焊接头的影响

对6mm厚5052铝合金中厚板进行搅拌摩擦焊,分析了搅拌头转速和焊接速度对接头宏观形貌、拉伸性能和硬度的影响,并观察了拉伸断口形貌。结果表明:当搅拌头转速为800~1 600r·min-1及焊接速度为80~560mm·min-1时均可以获得无缺陷和力学性能良好的接头;搅拌头转速过低时,易出现"隧道"型缺陷;随搅拌头转速增大或焊接速度降低,焊核区面积逐渐减小,"洋葱环"间距逐渐增大;焊核区由细小的等轴晶粒组成,平均晶粒尺寸约为5μm,约为母材的1/10;焊接工艺参数对接头力学性能的影响不显著,在工艺范围内其接头强度均可达到母材的90%以上,显微硬度则达88%以上;断口源于接头背面的原始焊接界面,沿原始界面断裂,终于接头返回侧,呈典型的切断断口形貌。

压铸镁合金无铬转化的工艺探讨

为了改善镁合金无铬转化膜耐蚀性能，采用正交试验法确定压铸镁合金无铬转化的优化处理工艺，讨论了工艺参数对转化膜性能的影响机制，并通过SEM，EDS，XRD等方法分析了优化工艺转化膜的微观形貌、化学成分和相组成。研究表明：当A剂80g／L；B剂2g／L；C剂1g／L时转化膜的耐蚀性能最佳；在优化工艺条件下，转化膜由底层、致密的中间层以及由大量的宽度为1～3μm纵横交错的“裂纹”所分割成的小岛表层组成。表面成分由Mg，Al，O，P及少量的Ca和V元素组成，物相则主要由Mg，Mg17A112及不定形相组成。

5052-H112铝合金搅拌摩擦焊接头应力腐蚀的研究

采用慢应变速率拉伸法分析了6mm厚5052铝合金及其搅拌摩擦焊接头在大气及海水环境下的应力腐蚀敏感系数,通过OM、SEM、显微硬度仪等分析了接头组织形貌、断口形貌及接头硬度。结果表明:焊核区晶粒由细小的等轴晶粒组成,平均晶粒尺寸约为5μm,为母材的1/10;合金及其接头在应变速率为3.36×10-6 s-1时的应力腐蚀敏感系数分别为1%、2%,应力腐蚀系数小;硬度最小值及接头断口均位于接头返回侧热影响区,为接头的薄弱区;接头断口均由细小、均匀的韧窝组成,呈典型的切断形貌,接头在海水中的断口韧窝较大气中平而浅,这与接头的应力腐蚀倾向有关。

压铸镁合金有机涂层的技术经济评价

对比测试了丙烯酸、环氧树脂、有机硅、陶瓷有机硅和氟碳树脂等5种有机涂层在镁合金压铸件上的附着力、铅笔硬度、光泽度以及耐盐雾性能,并对各涂层工艺进行了经济成本核算和技术经济评价。结果表明,不同的有机涂层具有不同的技术经济特性。环氧树脂涂层在腐蚀防护上具有显著的技术经济优势;陶瓷有机硅涂层和氟碳树脂涂层在硬度、光泽度方面性能突出,但耐蚀性一般且成本高,技术经济特性一般;有机硅涂层各项性能适中,且成本低廉,经济性能较好;丙烯酸树脂涂层成本低廉,但耐蚀性能差,制约了涂层的应用,缺乏技术经济优势。

压铸镁合金植酸转化处理中添加剂的研究

通过在植酸基础转化液中添加两种不同组成的成膜促进剂制备镁合金植酸转化膜,采用SEM、EDS及失重法研究了添加剂对转化膜结构、形貌及耐蚀性能的影响。结果表明:经植酸转化处理后,镁合金表面耐蚀性能均得到了大幅提高,120h盐水浸泡后失重率仅为镁合金基材的1/5;Ca(NO3)2、NH4VO3及Na2C4H4O6·2H2O组合添加剂的加入有利于改善膜层结构和致密性,转化膜由完整、致密且与基材结合紧密的内层和网纹的外层组成,耐蚀性能较纯植酸转化膜提高1倍,而NaF、Na2B4O7及Na2C4H4O6·2H2O的组合添加剂则对转化膜结构和耐蚀性能影响不显著。

镁合金复合有机涂层的研究现状与展望

要:镁及其合金的化学活性高,耐蚀性能差,阻碍了镁合金应用领域的拓展.采用预处理+有机涂装法制备复合有机涂层,综合了多种表面处理方法的优点,可获得耐蚀性能良好的镁合金保护涂层,是解决镁合金耐蚀问题的重要研究方向,具有巨大的应用前景.本文对几种镁合金复合有机涂层的制备原理和研究现状进行了综述,并提出了其发展方向.

镁合金压铸真空抽气系统的设计与应用研究

设计了一种含有主、副排气通道的真空抽气系统,主排气通道较副排气通道横截面大,由真空阀控制其开闭,副排气通道采用横截面较小的齿状排气通道,在真空压铸过程中保持全程抽气。研究表明:采用主、副排气通道的真空抽气系统,能够获得外观完整、组织致密的镁合金真空压铸件,气孔率比齿状排气通道压铸件减少48%,T6热处理后气泡减少60%,铸件的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高9.3%、10.2%和21.4%。

Al-3B中间合金添加量对再生铸造铝合金中杂质铁含量的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和直读光谱仪等分析测试方法研究A1-3B中间合金添加量对再生铝合金A356中杂质铁含量的影响。结果表明:经过净化后再生铝合金中铁含量随着A1-3B合金添加量的增加而降低,同时晶粒也得到了细化。当A1-3B中间合金添加量为3%(质量分数)时,铁含量从0.96%降低到0.68%,除铁率为29.1%,再生铝合金A356的抗拉强度和伸长率分别提高了20.5%和38.6%。再生铸造铝合金中铁含量降低的主要原因是A1-3B合金的B元素和再生铝合金A356中的Fe反应生成Fe_2B沉于炉底。

再生铝合金除铁技术的研究现状与展望

简述了铝合金中铁元素的有害影响。综述了国内外再生铝杂质Fe元素的去除方法以及去除铝熔体中铁元素的机理,并展望了去除再生铝中杂质铁元素的除铁技术的发展前景。

氧化硼对再生A356铝合金中杂质铁的影响

通过在再生A356铝合金中加入B2O3-KCl-NaCl复盐熔剂研究了复盐熔剂的添加量和熔炼的静置保温时间对再生A356铝合金的杂质铁的影响。实验结果表明:其铁含量随着B2O3添加量的增加和静置时间的延长而减少,当B2O3添加量为铝熔体的0.6%、静置保温时间为90min时,除铁效果最佳,铁含量从1.32%降低到0.97%,除铁率达26.5%。经过XRD检测其炉渣中含高熔点Fe2B,说明铝熔体中杂质铁变化的主要原因是复盐熔剂的B元素与再生A356铝熔体中Fe反应生成高密度的Fe2B沉于炉底,而冶金热力学计算从理论上解释了氧化硼对再生A356铝合金杂质铁的影响。

镁合金预处理对其表面有机涂层耐蚀性的影响

镁合金压铸件上涂覆有机涂层后的耐蚀性能与其涂装前的表面处理状态有着密切关系。采用中性盐雾试验和盐水浸渍法对经喷砂、打磨、无铬化学转化、微弧氧化4种不同表面预处理后的丙烯酸树脂涂层进行了耐蚀性测试。结果表明:采用合适的预处理能显著提高涂层的耐蚀性能,其中微弧氧化涂层耐蚀性最佳,在盐雾和盐水浸渍试验中失效时间分别达96h和168h;预处理后基材表面光滑的涂层失效形式以起泡为主,而具有微孔或粗糙表面的涂层则以点蚀为主。

镁合金散热器真空压铸的抽真空技术研究

介绍了一种真空压铸抽真空系统及控制方法。该系统采用了大尺寸半过程排气通道与齿状全过程排气通道相结合的真空排气结构,采用快速响应的电磁阀控制半过程排气通道的关断,通过调节PLC可视化程序控制半过程排气的时间。试验结果表明:采用该抽真空系统可获得充型完整、外观良好的镁合金散热器,充型能力较普通压铸提高10%以上,气孔率减少70%,T6处理后起泡减少80%。铸件抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高17.8%、17.8%和37.9%。

含钼镍高铬铸铁中温三体磨损性能研究

在中温三体磨损工况下,研究了含钼镍高铬铸铁的磨损性能以及钼对高铬铸铁组织、结构和力学性能的影响规律。实验表明,含钼镍高铬铸铁的磨损方式主要为显微切削、犁沟及部分塑性变形引起的剥落和碳化物断裂。钼含量为1.27%试样的显微组织中碳化物细小且分布较为均匀致密,对基体有很好的保护作用,硬度达64.4 HRC,具有最佳的中温三体磨损性能。

异种铝合金搅拌摩擦焊搭接接头的显微组织与硬度研究

采用搅拌摩擦焊对异种铝合金6061-T6(上板)和A356-T6(下板)进行搭接焊,用体式和光学显微镜观察搭接接头的组织形貌,并测试其显微硬度。结果表明:在适当的工艺参数条件下,可以获得表面成形良好、内部无明显缺陷的搭接接头。在焊核区,两板间存在明显的界面,且位置较原位置整体上移,前进侧界面处呈锯齿状,界面由两种铝合金组织交替镶嵌而成,而后退侧界面则呈曲线状。两板均呈现典型的搅拌摩擦焊接头组织:焊核区由细小的等轴晶组成,而热影响区组织与母材相似,晶粒有细微粗化,热机影响区晶粒被拉长、弯曲,有明显的塑性流动。两板焊缝区显微硬度比各自母材均有不同程度的降低,且上板6061-T6降低幅度较大,焊后最大硬度约为母材的65%。

镁合金有机涂层体系研究现状及发展趋势

叙述了镁合金的优缺点、镁合金的防腐蚀策略、镁合金常用的有机涂料和预处理工艺。介绍了几种镁合金有机涂层体系(包括化学转化/有机涂层体系、微弧氧化/有机涂层体系、复合有机涂层体系等)的特点及研究现状。指出了今后镁合金有机涂层体系的发展趋势。