稀土Ce变质对ADC12铝合金组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机及布氏硬度计研究了稀土Ce改性处理对ADC12铝合金微观组织及力学性能的影响。结果表明:当加入质量分数为0.6%的稀土Ce时,组织中粗大的初生α-Al相变得圆整、细小且分布均匀,共晶Si相由针片状变为颗粒状。稀土Ce与合金中的Al元素发生共晶反应生成Al11Ce3等金属间化合物,在扫描电镜下化合物形状为长条针状,并呈亮白色。添加质量分数为0.6%Ce有效提高了合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率,分别达到171.72、260.37 MPa和4.1%,与未添加Ce元素的合金相比分别提升了33.83%、48.69%和155%,与此同时,合金的布氏硬度也达到峰值,为88 HB。

ADC12铝合金高速铣削前刀面磨损机理研究

为了深入研究ADC12铝合金高速铣削中刀具前刀面磨损行为,采用细晶粒硬质合金刀片进行铣削试验,研究了不同切削速度和切削长度下的切削力变化规律以及对刀具磨损的影响,提出两种前刀面黏结程度评价方法,通过刀具磨损形貌观察及表面化学元素分析,探讨了前刀面的磨损形式,深入剖析了黏结磨损机理。结果表明:切削速度为600m/min时,刀具前刀面黏结最为严重,Al元素含量约为67.61%,这与该速度下切削力较大有关;采用黏结面积法发现,切削速度为600m/min时的刀具前刀面黏结面积同样达到最大,约为0.01286mm^(2);在刀具和工件材料接触区域,由于热—力耦合冲击产生黏结磨损,并在磨粒磨损共同作用下出现月牙洼磨损。

汽车零部件用ADC12-0.25Ti铝合金的组织及铸造性能研究

采用不同浇注温度制备了汽车零部件用ADC12-0.25Ti铝合金,并进行了试样显微组织、流动性和抗热裂性的测试与分析。结果表明:随浇注温度从690℃逐步提高到750℃,合金显微组织先基本不变后急剧粗化,流动性逐渐提高,抗热裂性先提高后下降。当浇注温度为690℃时,铝液流程长度最短;当浇注温度为750℃时,铝液流程长度最长,较690℃浇注时增大71 mm。当浇注温度为720℃时,试样裂纹长度最短,较690℃浇注时减小2.9 mm;当浇注温度为750℃时,试样裂纹长度最长,较690℃浇注时增大3.4 mm。

复杂结构ADC12铝合金汽车支架挤压铸造工艺参数优化

目的解决ADC12铝合金汽车发动机支架在挤压铸造成形工艺下的缺陷问题。方法利用ProCAST模拟软件对该汽车发动机支架的挤压铸造充型和凝固过程进行模拟,对挤压铸造工艺参数进行正交试验设计并模拟得到最佳工艺参数,对铸件浇注远端厚壁部位采取局部加压优化措施,并对厚壁部位进行X-Ray探伤,观察铸件的缺陷情况。结果对挤压铸造的工艺参数进行正交试验极差分析后,发现各工艺参数按对铸件凝固后质量的影响程度从大到小的顺序依次为挤压比压、浇注温度、模具温度。通过正交试验得到优化后的工艺参数为浇注温度730℃、模具温度300℃、挤压比压150MPa。局部加压时挤压销的最佳激活时间为4 s,此时可以完全消除铸件内部的缩孔缩松缺陷。选择优化后的工艺参数生产该汽车发动机支架,产品外观完整,没有出现表面裂纹等缺陷。在X-Ray探伤下无明显缺陷,内部质量良好。结论选择合理的浇注温度、模具温度和挤压比压可以有效减少铸件内部的缩孔缩松缺陷,采用局部加压并合理控制挤压销的激活时间可以完全消除缩孔缩松缺陷。

ADC12铝合金表面氮化铝(AlN)涂层的制备及其耐磨性能研究

为了提高ADC12铝合金材料的耐磨性能,利用多功能离子渗氮炉在ADC12铝合金表面进行离子渗氮,制备氮化铝(AlN)涂层。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对表面AlN涂层的相结构与微观形貌进行表征;利用WS-2005涂层附着力自动划痕仪、WTM-2E可控气氛微型摩擦磨损试验仪和3D光学显微镜研究AlN涂层与基体的膜基结合力、摩擦系数、比磨损率和摩擦磨损机理。结果显示:表面AlN涂层的相结构为面心立方,没有发现有Al_(2)O_(3)衍射峰存在。随着渗氮时间的延长和渗氮温度的升高,表面AlN涂层的厚度逐渐增大,膜基结合力先增大再减小,在510℃、4 h时膜基结合力最大,为56.60 N。相对于基体来说,AlN涂层样品在负载1 N、进行摩擦磨损试验10 min后,摩擦系数变小,比磨损率降低,表面AlN涂层厚度越厚,减缓磨损效果越明显。ADC12铝合金表面离子渗氮所得氮化铝(AlN)涂层具有优异的耐磨损性能。

微量元素对ADC12铝合金组织及热分析结果的影响

研究了Al-5Ti-1B、Sr和Mo对ADC12铝合金组织结构的影响,利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)进行分析和检测,并对凝固行为进行评估。结果表明:在ADC12铝合金中添加Al-5Ti-1B晶粒细化剂,晶粒细化效果最为显著;添加Sr的ADC12铝合金,共晶硅的变质效果最为明显。热分析结果表明,添加Al-5Ti-1B的ADC12铝合金中初生α-Al的成分过冷度和形核率显著增加,细化效果最为显著;添加Sr的ADC12铝合金中共晶硅的形核温度和生长温度显著降低,变质效果最好;添加Mo的ADC12铝合金中共晶Al2Cu的形核温度和生长温度最低。利用特征温度参数评估ADC12铝合金的凝固组织,优化微量元素对Al-Si-Cu合金组织和性能的影响。

Pr、Ce复合稀土变质处理对ADC12合金耐磨性能的影响

复合稀土(Pr,Ce)是以三元中间合金的形式加入ADC12合金基体中,制备出不同质量分数(0,0.25%,0.5%和0.75%)的(Pr,Ce)复合稀土变质ADC12合金。利用光学显微镜、扫描电镜以及销-盘式摩擦磨损试验机,对比分析不同质量分数的复合稀土变质ADC12合金的微观组织和摩擦磨损性能。结果表明:当(Pr,Ce)复合稀土含量为0.5%时,组织中粗大的α(Al)相变得较为细小,以等轴晶为主,Si相则由原来的长条状转变为短颗粒状。此时,变质ADC12合金的耐磨性能也是最佳的,其摩损率和摩擦系数分别为0.0517 g/mm和0.3695,与未变质处理的合金相比分别降低了35.94%和6.19%,合金耐磨性能在添加了复合稀土之后得到了极大的提升。ADC12合金基体和0.25%的复合稀土变质ADC12合金主要为剥层磨损,0.5%的复合稀土变质合金主要为磨粒磨损,0.75%的复合稀土变质合金主要为粘着磨损。

ADC12铝合金切削性能仿真研究

ADC12铝合金广泛应用于航空航天和汽车制造领域,为了研究ADC12铝合金的切削加工性能,利用ABAQUS建立ADC12铝合金的二维正交切削有限元仿真模型,并进行合理的工件和刀具材料参数以及本构模型设置,研究仿真切削阻力与刀具前角、后角、进给速度以及切削深度的关系。仿真结果表明:切削速度取值应尽量大于300 m/min或者小于100 m/min;去除材料的厚度较大时,为了避免刀具磨损过快,可以进行多次切削;切削加工时可以适当加大刀具前角,刀尖前角可以取10°~15°;后角取值在8°左右可以降低切削阻力。

La+Ce混合变质及热处理对ADC12铝合金导热性能的影响研究

采用La+Ce混合变质的方法对ADC12铝合金进行变质处理,并随后进行固溶+时效热处理。分别对变质处理后的试样及固溶+时效热处理后的试样的微观组织、导热系数和硬度进行表征。结果表明:混合变质能改善合金的微观组织,对合金导热性能及力学性能的提升较为明显,导热系数达到了107.8W/(m·K),硬度达到103.2HV;固溶+时效热处理可以使合金的微观组织分布更为均匀,内部的共晶Si相进一步转变为颗粒状或短棒状,合金的导热系数和硬度随着固溶温度的提升而增大,随着固溶时间的增大呈现先增大后减小的趋势。并且,随着时效时间的增加,合金的导热系数及硬度同样呈现先增大后减小的趋势。在固溶温度为520℃、固溶时间为6h、时效温度为170℃、时效时间为8h的工艺条件下,合金的导热系数及硬度分别可达131W/(m·K)及129.4HV,固溶+时效热处理进一步提升了合金的硬度及导热性能。

内浇口速度和尺寸对ADC12铝合金组织及性能的影响

研究了不同内浇口速度、内浇口形状对超低速ADC12铝合金压铸件性能的影响规律,探讨了不同内浇口速度和尺寸对铸件微观组织及力学性能的影响。结果表明,各种超低速压铸工艺条件下铸件的密度都比普通压铸要高;在超低速试验条件下,内浇口截面尺寸越大,对铸件性能影响越大;不同内浇口尺寸对应有最佳内浇口速度,在试验的3种内浇口条件下,最佳内浇口速度均低于0.6m/s;在最佳内浇口速度时,铸件的α相和共晶硅相尺寸都比较细小。

ADC12压铸件孔洞与力学性能关系的研究

针对压铸过程中气体卷入形成的孔洞与压铸件力学性能之间的定量关系进行了研究。进行了不同压射速度下ADC12平板压铸件的试验,在压铸件的不同部位取样,测试了所取试样的力学性能,采用阿基米德方法和图像定量系统,分别测量了取样的孔洞体积分数和最大尺寸,探讨了它们和力学性能之间的关系。并利用多元线性回归的数学统计方法,提出了ADC12压铸件中孔洞(体积分数、最大尺寸)与力学性能(抗拉强度、伸长率)的定量关系与关系图。研究表明,在ADC12压铸生产中,必须将孔洞体积分数和最大尺寸分别控制在4.3%和180μm以下,才能得到力学性能合格的压铸件。

Sm对ADC12铝合金变质效果影响的研究

采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪等手段研究了1.0%(质量分数)的Sm变质对ADC12铝合金组织结构的影响。结果表明,加入1.0%的Sm能使合金中α-Al相和共晶硅相均得到明显细化,α-Al相二次枝晶间距由51μm减小到15μm,平均晶胞尺寸由90μm减小到40μm;共晶硅由粗大的针状变为尺寸较小的短棒状或圆球状,圆整度得到提高;变质后的合金中生成了高熔点Al11Sm3金属间化合物。

熔体处理对ADC12薄壁压铸成形性能的影响

在常规压铸工艺条件下,利用自行设计的薄壁件压铸成形模具研究了熔体处理工艺对ADC12铝合金薄壁成形性能的影响。结果表明,铝熔体综合处理可显著提高铝液纯净度,除杂率高达92%,而100g铝含氢量仅为0.16mL,有效改善了杂质相形态,平均晶粒尺寸仅为52μm;良好的熔体品质降低了铝液粘度,有效提高了铝液的薄壁充型能力,与常规熔体处理工艺相比,可完全充型的最小壁厚减小了33%。

ADC12铝合金表面微等离子体氧化黑色陶瓷膜的制备工艺及性能研究

研究了ADC12铝合金表面微等离子体氧化法制备黑色陶瓷膜的电解液成分和电参数等对膜层性能的影响。通过SEM和XRD分析了黑色陶瓷膜层的微观形貌和相结构。

超低速压铸慢压射速度下ADC12铝合金的显微组织和性能

采用光学显微镜、扫描电镜、X线衍射和能谱等显微分析技术,结合力学性能检测,研究超低速压铸条件下慢压射速度对ADC12铝合金铸件显微组织及力学性能的影响,以优化超低速压铸工艺及其参数。通过对相同高速起速位置、不同低速速度及不同起速位置、相同低速速度2种超低速工艺得到的铸件比较发现:在超低速压铸工艺下,慢压射速度对铸件密度的影响不明显;当起速位置相同时,随着低速速度的增大,铸件的α(Al)枝晶越来越粗大,其性能降低;在相同低速速度、不同高速起速位置时,起速位置有最佳值,当铸件性能在高速起速位置为260mm时,α(Al)枝晶较细小,其性能也较好。

高Si压铸Al合金ADC12的微弧氧化表面改性

利用恒流微弧氧化技术,在以Na2SiO3和Na3PO4为主盐的电解液中,在高硅压铸Al合金ADC12表面制备了 陶瓷膜．显微硬度及耐蚀性能测试表明,陶瓷膜显微硬度(HV)高达1430,能对基体金属提供有效的防护．涡流测厚及SEM研 究显示,该陶瓷膜厚度分布比较均匀,具有双层结构． EDX和XRD分析表明,该微弧氧化陶瓷膜的主要元素组成为O,Al, Si和P;主要相组成为γ-Al2O3和α-Al2O3,同时含有少量χ-AlO23,θ-A1203和Al2SiO5晶体．

铸造压力对ADC12Z压铸件孔洞和力学性能的影响

测定了不同铸造压力下ADC12Z压铸件密度、孔洞面积百分比、孔洞平均直径及力学性能,研究了铸造压力对ADC12Z压铸件孔洞和力学性能影响。结果表明,随着铸造压力增大,压铸件孔洞面积百分比和平均粒径逐渐减小,密度逐渐增大;同时,铸造压力增大可以细化α-Al和黑色针片状共晶Si,使压铸件力学性能明显改善。但当铸造压力增加到一定程度,压力的增加对密度、孔洞及性能影响幅度变小。

混合稀土变质对ADC12铝合金组织及性能的影响

为了解混合稀土Pr/Ce变质对ADC12合金组织及性能的影响,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段对其进行观察和分析.结果表明:当加入质量分数0.6%的Pr/Ce时,组织中粗大的初生α-Al相枝晶已变得较为细小,甚至有些α-Al晶粒变得圆整了,富铁相则由原来的条状、块状变为颗粒状,较均匀地分布在晶粒边界上,而共晶Si相也呈细小弥散分布的颗粒状;混合稀土Pr/Ce能与该合金成分中的Al、Si、Fe、Cu 4种元素结合生成稀土金属间化合物,这些化合物在扫描电镜下呈亮白色,其形貌有针状、块状、颗粒状3种;此外,当Pr/Ce的质量分数为0.6%时,该合金具有良好的综合力学性能,其抗拉强度达到251.67 MPa,延伸率达3.04%,分别比基体合金的提高了34.91%和51.24%.

ADC12铝合金连杆挤压铸造

借助万能材料试验机和光学金相显微镜,研究了工艺参数对挤压铸造ADC12铝合金连杆零件力学性能的影响。结果表明,挤压铸造连杆零件具有较高的表面品质和力学性能,其抗拉强度达到371MPa,伸长率达到7.1%。工艺参数对挤压铸造连杆的力学性能有着较大影响,为获得表面品质较好、微观组织致密且力学性能高的连杆零件,适宜的模具预热温度为300℃,加压前停留时间为8s,浇注温度为700℃,比压为322MPa。

Sr变质对ADC12合金摩擦磨损性能的影响

利用MMD-1型销盘式磨损试验机,采用OM、SEM和EDS研究不同负载对Sr变质ADC12合金的摩擦磨损性能的影响,并探究其与合金显微组织及力学性能的关系。结果表明:当添加0.05%Sr(质量分数)时,合金显微组织中共晶Si相以颗粒状或纤维状均匀分布在晶界,富铁相则呈短棒状,此时合金力学性能最佳,且同一负载下其磨损量和摩擦因数均最低。当负载为100N时,因受到严重挤压变形,合金表面氧化膜发生破坏;基体合金以塑性屈服和严重剥层磨损为主要磨损机理;而当Sr添加量为0.05%时,合金的磨损程度最低,以粘着磨损和磨粒磨损为主要磨损机理,其摩擦磨损性能最优异。