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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

工艺参数对ADC12铝合金连杆端盖挤压铸造过程的影响

利用挤压铸造工艺制造了ADC12铝合金连杆端盖零件,分析了浇注温度和比压对挤压铸造零件力学性能的影响。结果表明,采用挤压铸造工艺可以成功地制造出具有较高的表面品质和力学性能的ADC12铝合金连杆端盖零件。浇注温度和比压对挤压铸造连杆端盖的力学性能有着较大影响,最佳的浇注温度和比压分别为700℃和250MPa,此时其抗拉强度达到366MPa,伸长率达到6.5%。

ADC12铝合金汽车缸盖罩压铸件浇口CAE分析

以ADC12铝合金压铸缸盖罩为研究对象,用模流分析软件MAGMAsoft为分析工具,讨论了不同的内浇口厚度下,熔融金属的流动分布情形及铝合金的凝固特性,预测了在填充过程中有可能发生缺陷的地方或现象。结果表明,不同的内浇口厚度对压铸的填充过程影响很大,会影响到空气压力的分布,内浇口薄处温差高、高压集中且内浇口附近存在高速冲刷,致使铸件产生热裂。内浇口厚度为2.0mm、浇注速度为50m/s时,其压力分布比较理想,卷气及气孔现象减少。

两种工艺成形的ADC12铝合金连杆的力学性能对比

利用液态模锻和压铸工艺分别成形了ADC12铝合金连杆零件,借助万能材料试验机和光学金相显微镜研究了两种工艺对成形零件力学性能的影响。结果表明,利用压铸工艺虽然能实现ADC12铝合金连杆的成形,但成形零件的力学性能却较低。采用液态模锻工艺的零件不仅具有较高的表面质量,而且力学性能较高。其原因在于,采用液态模锻工艺成形的ADC12铝合金连杆零件的微观组织非常致密,几乎没有微观缺陷和偏析存在。

新型钛-硼晶粒细化剂对ADC12铝合金组织和性能的影响

采用粉末冶金法制备含w(Ti)=50%、w(B)=5%、盐类和少量助熔剂的新型钛-硼细化剂,研究了细化剂加入量和静置时间对ADC12铝合金微观组织结构和力学性能的影响。结果表明,细化剂加入30 min后,粗大树枝晶α-Al组织变得细小,对ADC12铝合金组织具有显著的细化效果,随着静置时间延长,细化效果减弱。加入质量分数为1%的该晶粒细化剂,细化效果最好,ADC12合金的抗拉强度和伸长率分别达到234.75 N/mm2和2.54%。

车用ADC12铝合金的黄斑腐蚀问题

ADC12铝合金的中性盐雾试验表明,基体中Cu元素的含量升高,会较早引起基体表面产生黄斑腐蚀,表面进行机械处理会延迟其产生黄斑腐蚀的时间。

ADC12铝合金退火处理后性能的分析

对各组ADC12铝合金试样进行退火处理，采用金相显微分析、硬度测试、拉伸性能测试等实验方法研究退火处理对ADC12铝合金组织与性能的影响。研究结果表明：ADC12铝合金在400℃退火后硬度不够，450℃退火后硬度变化不大，但塑性好，试样在500℃温度下进行退火硬度最高，达到24HRA，550℃退火后硬度下降，A12Cu相变大，会使合金不耐腐蚀，所以在500℃~550℃之间对铸件进行退火处理，ADC12铝合金综合力学性能得到有效改善。

近液相线挤压铸造工艺对ADC12铝合金支架显微组织和力学性能的影响

以ADC12铝合金为原料,采用近液相线挤压铸造生产汽车铝合金支架,研究近液相线挤压铸造技术工艺参数对汽车承力件铝合金支架组织及力学性能的影响。结果表明:近液相线挤压铸造可获得均匀细小的球状组织。在595到625℃的浇注温度范围内,球状组织逐渐长大为蔷薇状晶及树枝晶,球状系数降低,晶粒尺寸升高,抗拉强度及伸长率均有所降低。在断口分析中,韧窝的数量减少,解理面的数量增多;随着压强由90 MPa上升到180 MPa,球状晶生长时间逐渐减少,最后以球状晶形式存在,球状系数升高,晶粒尺寸减小,抗拉强度及伸长率逐渐升高;随着保压时间从10 s延长到25 s,抗拉强度及伸长率有所增加。近液相线挤压铸造的最佳工艺为:浇注温度为605℃、压力为150 MPa、保压时间为20 s。由于铝液的流动,球状晶长大成孪生的蔷薇状晶。

LED用ADC12铝合金材料性能优化研究

研究了压铸工艺参数和铝合金成分对ADC12铝合金材料压铸件力学性能的影响,试验结果表明:改性的压铸件抗拉强度(δb)为309.6 MPa,延伸率(δ)为3.32%,优于国内普遍使用的压铸铝合金ADC12,优化的ADC12合金具有更好的压铸成形性、出型性及机械加工性能,能够满足LED灯壳应用要求。

稀土钇对再生ADC12铝合金组织和抗压强度的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电子万能拉伸试验机等研究了稀土钇对再生ADC12铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：在再生ADC12铝合金中添加稀土钇,可以形成新的金属间化合物Al2Si2Y相,其对β-Fe相有明显的细化作用;随着稀土钇含量的增加,富铁相逐渐细化,当稀土钇的含量为0.2wt%时,β-Fe相由原来的长条状变为短针状,且均匀分布。与此同时,合金的抗压强度达到最大,为446.1 MPa,比未添加钇的合金抗压强度提高了29.43%。