ZL 104铝合金的工艺规程与铸造质量控制

介绍生产优质ZL104铝合金对原材料的要求与采用的工艺,重点论述了其工艺规程的操作要点与铸造质量控制措施。

Al-3Ti-4B细化剂和Al-10Sr变质剂对ZL104合金的联合作用

单一的Al—3Ti—4B细化剂可使ZL104合金获得100—120μm左右的等轴枝晶，抗衰退期至少达240min；单一的Al－10sr变质剂至少能在480min内使ZL104合金共晶硅充分变质，当同时加入Al－3Ti－4B细比剂和Al－10Sr变质剂时，有效变质时间大为缩短，晶粒稍有长大，其原因系因Al－10Sr和Al－3Ti－4B反应生成了SrB6，

激光成形修复ZL104合金的组织与性能研究

激光成形修复ZL104合金的修复区组织由α-Al和α-Al+Si共晶组织构成,熔池底部组织由列状α-Al枝晶构成,中部和顶部组织由α-Al等轴晶和枝晶间α-Al+Si共晶组织构成,观察到的气泡多封存在熔池底部的α-Al列状枝晶层中。基体区组织由粗大的α-Al枝晶和α-Al+Si共晶构成,观察不到明显的热影响区。从修复区向基体区过渡,硬度值呈减小趋势。修复试样拉伸测试中,断裂均发生在铸件基体处,表明激光修复区的强度高于所修复的铸件材料。

SiC_P/ZL104泡沫复合材料的阻尼性能

对采用熔体直接发泡法制备的SiCP/ZL104泡沫复合材料进行了阻尼性能和机理的分析。研究结果表明:在孔径一定的条件下,SiCP/ZL104泡沫复合材料室温下的阻尼性能表现为损耗因子随着孔隙率的增大呈非线性递增趋势,且递增幅度越来越小;SiCP/ZL104泡沫复合材料的阻尼性能好于相同孔隙率的泡沫铝、SiCP/ZL104复合材料和ZL104的阻尼性能;SiCP/ZL104泡沫复合材料的损耗因子随着SiCP含量的增加和SiCP粒度的减小而增大。SiCP/ZL104泡沫复合材料内部的气泡以及高密度位错对其阻尼性能的提高起主要作用。

钾盐对ZL104合金的变质作用

本文详细讨论了钾盐对ZL104合金组织和性能的影响。ZL04合金经钾盐变质比钠盐变质延伸率提高20%以上,钾盐变质有效时间为2小时。经钾盐变质后共晶硅的形貌变化,本文也作了分析。

ZL104合金在铸态及热处理状态下耐蚀性的比较

对铸态及完全人工时效处理的ZL10 4合金在 5 %NaCl盐雾介质中的耐腐蚀性进行了研究。采用扫描电镜 (SEM ) ,能量散射谱 (EDS)及红外光谱 (IR)等手段对材料不同状态下的组织及表面腐蚀产物进行了分析。结果表明 ,在腐蚀初始阶段 ,经细化和变质处理后的样品最先开始腐蚀 ,而未经处理的样品最后开始腐蚀 ,只经细化处理的样品居中。随着腐蚀时间的延长 ,上述样品的耐蚀性发生变化。经 44h以上的连续腐蚀后 ,上述样品的腐蚀速率趋于稳定。此时 ,未经细化和变质的样品具有最大的腐蚀深度和面积 ,而经细化加变质处理的样品耐蚀性最佳。红外分析表明腐蚀产物由含羟基的化合物组成。

新型复合细化剂对ZL104组织和性能的影响

研究了新型复合细化剂对ＺＬ１０４合金组织和性能的影响，该细化剂使ＺＬ１０４合金的铸造晶粒由４０００～５０００μｍ细化到２００～３００μｍ，同时共晶Ｓｉ相由５０μｍ×２μｍ的长条细化到１μｍ左右的圆点，合金的力学性能明显提高。

二维振动参数对半固态ZL104合金微观组织的影响

利用自制的倾斜板内安置扰流柱,可实现三维振动的倾斜剪切流变装置,研究二维振动方向和振动频率对半固态ZL104合金组织的影响,分析振动方向XY、YZ、XZ对半固态ZL104合金组织的作用机理。结果表明:振动方向为XZ时,倾斜板上向下流动的合金液中,初生枝晶和液体之间产生的相对运动较大,初生晶粒之间发生碰撞和摩擦的几率多,晶粒细小,形状圆整;合金液在倾斜板上滞留的时间长,初生固相率高。随振动频率增大,晶粒尺寸减小,形状因子增大。当振动频率为50 Hz时,初生固相率为56.09%,晶粒尺寸为6.53μm,形状因子为0.57。

复合铸造SiCp／ZL104复合材料组织性能研究

采用复合铸造法制备出平均粒径为15.8μm、体积分数为20%的SiC颗粒增强工业用ZL104铝合金基复合材料。对实验制备的颗粒增强铝基复合材料试样的微观组织结构、力学性能进行了研究。实验结果表明,所制备的复合材料中SiC增强颗粒分布均匀,界面层较薄且有明显的溶质扩散;复合材料试样的孔隙率为4.2%,硬度达到76.2HB,抗拉强度达到135MPa,伸长率为0.5%。经过断口分析发现,复合材料主要表现为增强体颗粒附近基体铝合金的韧性断裂,材料性能的降低是由于复合材料的孔洞缺陷割断了材料的连续性,引起局部应力集中,从而产生裂纹而断裂。

倾斜板长度对ZL104合金半固态浆料晶粒形态的影响

采用自制的倾斜板冷却剪切装置制备ZL104半固态浆料,研究了倾斜板长度对半固态ZL104合金晶粒形态的影响.结果表明：倾斜板长度对ZL104合金组织内部剪切作用及物理冶金作用具有明显的影响,倾斜板长度在500～650mm区间内能够得到晶粒球化和细化效果较好的合金组织.其中在650mm得到的ZL104组织绝大部分晶粒等效直径在10 μm左右,形状因子在达到0.66和0.85以上时所占晶粒总数比例分别为47.14％和21.21％以上,具有较好的晶粒细小度及圆整度.

应变率和相对密度对泡沫SiCp/ZL104压缩性能的影响

对采用熔体发泡法制备的泡沫5%(体积分数,下同)SiCp/ZL104复合材料进行了准静态和动态压缩性能的测试和分析。结果表明:无论是动态下压缩还是准静态下压缩,泡沫5%SiCp/ZL104复合材料的应力-应变曲线都呈现出典型的3个阶段:线弹性段、平台段和致密段;屈服应力对应变率很敏感,使得应变率增加时,屈服应力增加,且有应变硬化现象发生;随着相对密度的增大,泡沫5%SiCp/ZL104复合材料的动态屈服应力和流动应力与准静态载荷相比显著增加。

ZL104合金表面化学镀镍磷合金层的研究

在ＺＬ１０４合金表面上进行Ｎｉ－Ｐ与Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ化学镀，以提高ＺＬ１０４合金材料的耐蚀性与耐磨性。结果表明：化学镀可以显著提高ＺＬ１０４合金表面的硬度，并改善其在５％ＮａＣｌ溶液中的耐蚀性；在２００～５２０℃温度下热处理后，镀层的硬度显著提高，但耐蚀性略有降低；这可能与镀层中的析出物Ｎｉ３Ｐ析出有关。

磁场对ZL104合金液固相线温度的影响

研究了磁场对ZL104合金液、固相线温度的影响。通过试验确定了ZL104合金铸件液、固相线温度,并进行了对比。结果表明,无磁场作用时,ZL104合金的液、固相线温度及结晶温度区间分别为602、570、32℃;磁感应强度为44mT时,分别为603、572、31℃;磁感应强度为391mT时,分别为609、582、27℃,即磁场感应的作用使得ZL104铝合金液、固相线温度均升高,结晶间隔减小,而且磁感应强度越大,变化越显著。

锶盐复合变质剂对ZL104铝合金的变质效果

探索一种锶盐复合变质剂对ZL104铝合金变质的影响,在700℃下改变加入剂量和保温时间两个参数进行变质试验,得到未变质、变质不足、变质正常、变质过度和变质衰退的效果。采用金相显微镜观察,比较了不同变质工艺下的α-Al相和Si相的微观形貌,正交比较了各种工艺对应的变质结果。ZL104铝合金于700℃加入质量分数为0.6%的该锶盐复合变质剂(Sr元素理论含量为0.05%)保温60 min,其变质效果最佳。

ZL104铝合金热处理工艺研究

研究了固溶、时效和固溶+时效处理对ZL104铝合金组织和性能的影响,并对处理后的试样进行了硬度和腐蚀性试验,对比不同热处理工艺下其性能的不同。结果表明,经固溶+时效处理其硬度有明显的提高,固溶处理的耐腐蚀性最好。

ZL104铸造铝合金齿轮轴承支架断裂修复的焊接工艺

通过对ZL104铸造铝合金的焊接性及支架结构特点进行分析,制定严格的焊接工艺方案,采取一定的工艺措施,对断裂处进行焊接修复,得到了满意的效果。

细化处理ZL104半固态保温过程中的组织演变

研究了用稀土和钛硼细化剂细化处理的ZL104铝合金的铸态组织和其在半固态重熔加热过程中的组织变化。实验结果表明:稀土和钛硼都细化了合金的铸态组织,半固态重熔过程中都可获得球形初生α-Al晶粒。但钛硼细化效果比稀土好,获得的球形晶粒的圆整度高,初生α-Al晶粒的球化速度快。

ZL104铝硅合金的细化处理

本文研究了Al 5Ti 1B、Al 3Ti 3B、Al Ti C中间合金对亚共晶铝硅合金ZL10 4的晶粒细化效果。结果表明 :Al 3Ti 3B中间合金的细化作用明显优于Al 5Ti 1B ,而Al Ti C又优于前两者。Al Ti C中间合金含有大量细小的TiC相 ,它具有优异的细化α A1晶粒的性能 ,是α A1有效的异质结晶核心。

ZL104铝合金的熔铸技术

ZL104铝合金具有高的比强度、铸造性能好及较高的综合力学性能等优点,广泛应用于制造承受较大负荷且形状复杂的铸件。介绍了ZL104铝合金的熔铸技术,阐述了生产优质铸件的工艺控制措施。

半固态ZL104合金充型凝固的数学模拟

对半固态ZL104合金的填充与凝固过程进行了数学模拟与实验验证。结果表明,在不同的充型速度下,各个浇道中温度场的差别不大;缩松气孔缺陷的总体积会伴随着充型速度的增加而变大,但并不是充型速度越小越好,ZL104合金的适宜充型速度为3 m/s;ZL104合金铸件的实际凝固组织与数学模拟得到的模拟结果是一致的。