新型铝合金细化/净化复合熔剂对A356.2组织和性能的影响

为提高A356.2铸造铝合金的力学性能,开发了一种新型复合熔剂(NUCLEANT 1582)用于铝合金熔体净化和其晶粒细化,该复合熔剂主要成分为含Ti、B元素的无机盐。通过第一阶段研究发现,在加入量为0.05%时,获得明显的细化效果;随着复合熔剂加入量的提高,铝合金晶粒细化效果随之提高;当复合熔剂的加入量超过0.2%时,细化效果提升趋缓;第二阶段将新型复合熔剂与Al-5Ti-1B晶粒细化剂进行对比,结果表明:新型复合熔剂的细化效果比Al-5Ti-1B细化剂提高了15%,抗拉强度提高了5.8%,伸长率提高了190%,实现了在不增加Ti元素含量的基础上提高了晶粒细化效果。

A356.2铝合金加锶生产工艺及设备管理研究

介绍和分析了我公司25吨固定式燃气熔炼炉及其配套电磁搅拌系统,浇铸线上双箱式除气箱及一级过滤式过滤箱的A356.2铝合金生产工艺,根据锶元素在铝合金中存在的特性,浅析A356.2铝合金加锶的配料、精炼、静置、浇铸等生产工艺以及制氮机以及铸锭机等等设备的维护管理措施。

A356.2合金半固态浆料的在线制备技术

利用自行研制的双向多级速电磁搅拌装置，研究“熔体处理＋双向电磁搅拌”半固态浆料复合制备技术。结果表明：该技术制备浆料效率较高，可实现A356．2合金半固态浆料的在线制备。在冷速较快的情况下，降低浇注迥度可以大大缩短半固态浆料的制备时间；在冷却速度较快、搅拌速度较低的情况下，提高搅拌频率不但有助于改善晶粒形貌，而且具有相当的晶粒细化作用。选取如下技术参数：加入0．03%Ti（Al—5Ti—B）（质量分数）和0．04％Sr（Al—10Sr）进行熔体处理、正一反无间歇双向搅拌、浇注温度640℃、搅拌频率25～30Hz、输出电压220V、单向搅拌时间5s、搅拌时间67s，可获得形状系数大于0．8、初生晶粒尺寸在80~90μm之间的A356．2半固态浆料。

A356.2铝合金轮毂轮辋的缩松分析及性能研究

通过对低压铸造A356.2铝合金轮毂轮辋拉伸试样的检测分析,对其缺陷和性能进行了研究。结果表明:缩松是影响轮辋性能的主要因素,而夹渣对性能的影响相对较小;缩松的数量是影响抗拉强度和伸长率的主要因素。当断口的缩松面积(缺陷率)小于2%时,抗拉强度和伸长率的变化都不大;随着断口缩松面积的增加,抗拉强度和伸长率迅速下降;当断口的缩松面积在6%～8%时,伸长率的变化较为平缓。

稀土Er对A356.2合金微观组织和力学性能的影响

通过含量的变化研究了微量稀土元素Er对A356.2合金微观组织和力学性能的影响规律。实验结果表明,添加微量的Er元素不仅可通过在合金熔体中产生大量异质形核核心(Al_3Er)细化初生α-Al晶粒,而且Er元素还可有效细化铝-硅共晶团,从而显著提高合金的力学性能。当Er含量为1%时合金的力学性能最高,抗拉强度为240 MPa,伸长率为9.8%。

A356.2铝合金轮毂局部增压铸造过程数值模拟

采用ProCAST软件模拟了A356.2铝合金汽车轮毂在局部增压铸造技术下的充型和凝固过程,探究了铸件的温度场、缺陷分布和应力场。结果表明:铸件基本符合顺序凝固,但是部分区域出现了热节;缩松、缩孔缺陷主要分布在轮辐与轮辋交界处、轮辐与中间毂交界处以及轮辋某些区域;合适的浇注温度、模具温度以及局部机械加压可以有效地减少缺陷;等效应力大小由热应力与机械应力共同决定。正交试验优化后的压铸参数为:浇注温度t_(pouring)710℃,上模温度t_(upper die)340℃,边模温度t_(side die)360℃,下模温度t_(lower die)400℃,风压0 MPa,机械压力1.4 MPa。在此条件下由试验获得的轮毂缺陷最少,力学性能最好。

快速凝固Al-Ti-B-Sc对A356.2铝合金的晶粒细化作用

将不同钪含量的快速凝固Al-Ti-B-Sc细化剂加入到A356.2合金中,考察细化剂对A356.2铝合金的晶粒细化效果的影响.结果表明,快速凝固Al-Ti-B-Sc细化剂能明显细化合金晶粒,经快速凝固处理的Al-Ti-B-Sc细化剂的细化效果要优于未处理的普通铸态的Al-Ti-B-Sc;而对于相同状态的细化剂,细化剂中钪的含量越高,细化效果越显著.钪元素在铝合金中可形成Al3Sc相,可增加铝合金非均匀形核的质点,起到很好的细晶作用,同时,钪元素还可以细化Al-Ti-B中的Al3Ti、TiB2等微粒,使其发挥更好的细化效果;而快速凝固技术可以促进元素分布更加均匀,也可以使细化剂中的相更加细小.综合分析,钪元素的加入和快速凝固技术的使用都会促进细化剂对A356.2铝合金的细化效果,本实验中快速凝固Al-Ti-B-0.5%Sc的细化效果最佳.当A356.2铝合金中加入0.2%快速凝固Al-Ti-B-0.5%Sc时,平均晶粒尺寸可由124.5 m细化至25.7 m,A356.2铝合金的硬度可由HV75增长至HV 96.

稀土元素镧对A356.2铸造铝合金显微组织的影响

对加入不同量稀土元素镧的A356.2铸造铝合金的显微组织进行了分析,研究了稀土元素镧加入量对合金显微组织的影响。结果表明:合金的基体显微组织主要由α-Al相和共晶硅相组成,当稀土元素镧加入量大于0.4%(质量分数)时,合金显微组织中开始有较大颗粒状的稀土元素镧相析出,且析出量随稀土元素镧加入量的增加而增加;稀土元素镧对合金显微组织中的α-Al相有细化作用,随着稀土元素镧加入量的增加,合金显微组织中的共晶硅相由针片状逐渐变为块状和颗粒状以及细小的颗粒状。

熔体处理工艺对A356.2合金半固态浆料组织的影响

利用自行研制的双向多级速电磁搅拌装置,研究了"熔体处理+双向电磁搅拌"半固态浆料复合制备技术的可行性.结果表明:在电磁搅拌前进行适当的熔体处理,可较大地提高A356.2合金半固态浆料的制备效率;同时,如果没有其他工艺辅助,仅仅依靠常规细化剂和变质剂的物理化学作用来实现半固态浆料的制备,是十分困难的.最后采用正交试验法优化出A356.2合金的中间合金的最佳加入量(质量分数),加入Al-5Ti-B和Al-10Sr中间合金,使A356.2合金的Ti的含量为0.03%,Sr含量0.04%时为最好.

A356.2铝合金中α相形貌分析

用金相显微镜分析了A356.2铝合金的α相形貌。结果表明,α相具有不同的形状,它对合金的性能有较大影响。

A356.2铸造铝合金生产中Si偏析的影响

论述了铸造铝合金生产中不同时间和状态下采样对Si偏析的影响及Si偏析对产品的影响,并应用于指导生产实际。

A356.2合金铸锭内硅元素偏析控制的研究

通过对A356.2合金中影响硅元素偏析因素如硅块粒度、电磁搅拌方式、熔炼温度、时间等因素影响的研究,得出减少A356.2合金中硅元素偏析的合理工艺条件。

样模的外观结构对A356.2铸造铝合金中Si偏析的影响

介绍了A356.2铸造铝合金生产过程中,采用不同的样模做化学成分取样分析时,Si的偏析情况。结果显示,采用改进后的样模,液态样的分析数据结果能更准确的代表成品样的分析结果,从而有效控制A356.2铸造铝合金的生产过程。

稀土对A356.2铝合金气孔和共晶硅形貌的影响

研究了稀土对A356.2铝合金显微组织的影响。结果表明:稀土能使铝合金中的气孔尺寸减小,共晶硅由针片状和大块状变为颗粒状。

Mg与稀土Ce混合添加对A356.2铝合金组织与性能的影响

以汽车用A356.2铝合金为研究对象,利用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机,研究了Mg、Ce混合添加对A356.2铝合金组织与性能的影响。结果表明:Mg含量的增加,可以激发Ce对A356.2铝合金的细化变质作用;在本次试验条件下,0.35%Mg与0.05%Ce混合添加具有明显的细化变质作用,降低了稀土在铝合金材料中使用的成本门槛;随着冷速的加快,Mg与Ce混合添加对A356.2铝合金性能的影响更加明显;Mg与Ce混合添加可以改善针状α-Fe相的形貌,减少其对A356.2合金的不利影响。建立了Mg和Ce含量、模具温度以及所添加Al-Ti-B含量对A356.2材料屈服强度的数学模型,其预测值与试验数据吻合较好。

低压铸造A356.2铝合金轮毂T4热处理工艺的探索

通过对低压铸造A356.2铝合金轮毂固溶后再分别进行人工时效、自然时效24、48h,然后做力学性能检测,并对经过涂装后的成品进行力学性能检测和对比分析。结果表明,T4(自然时效48h)热处理后比T6热处理后的屈服强度降低了20%～30%、抗拉强度降低了5%～10%、硬度降低了10%～20%,伸长率提高了70%～100%,但经过涂装烘箱烘烤后,合金伸长率有所下降,强度、硬度有所提高。T4(自然时效24h)热处理后比T6热处理后更能满足所需力学性能要求。

多次人工时效对低压铸造A356.2铝合金轮毂力学性能的影响

通过多次人工时效使A356.2铝合金的抗拉强度、屈服强度、硬度有所提高,伸长率有所下降,并随人工时效次数的增多变化幅度在下降,组织结构和性能趋于稳定;A356.2铝合金晶粒的大小对经T6热处理后的屈服强度和硬度没有影响,而晶粒的粗大会使抗拉强度和伸长率有所下降。

汽车车轮用A356.2铝合金锭熔炼生产工艺研究

根据铝合金汽车车轮使用的A356.2铝合金的技术要求和合金特点,详细介绍了A356.2铝合金锭熔炼生产工艺中配料、成分、熔炼、炉内精炼、静置时间、浇铸温度、在线过滤和变质处理等控制方法。按此工艺控制后,产品质量合乎要求。

多级时效对低压铸造A356.2轮毂力学性能的影响

研究了多次人工时效对低压铸造A356.2铝合金轮毂力学性能的影响。结果表明,T6处理后,再经过3次人工时效,合金的抗拉强度、屈服强度、硬度有所提高,但伸长率有所下降;随人工时效次数的继续增多,力学性能变化幅度渐小,组织结构趋于稳定;轮辐部位的晶粒较轮缘部位的晶粒粗,二者屈服强度和硬度的差别不大,但轮辐部位的抗拉强度和伸长率比轮缘部位低。

A356.2铸造铝合金铸锭内针孔缺陷的控制

介绍和分析了我公司采用工频有铁芯感应熔铝炉生产A356.2铸造铝合金过程中铸锭产生针孔缺陷的原因。通过采取低温操作、复合精炼,并配合良好的除气、覆盖、过滤等手段提高了铸锭内部质量。