2019-03-31 20:13:247075铝合金属于7 系高强度变形铝合金,可热处理强化。触变成形和流变成形是半固态合金成形的两种基本方法。流变成形是一种直接将半固态金属浆料成形的成形方法。与触变成形相比,无需二次加热环节,具有效率高,浆料质量好且节省能源等特点,是未来半固 态金属成形发展的主要方向。工业铝型材流变成形通常用于 铸造铝合金,很少用于变形铝合金。目前7系高强度变形铝合金为锻造和轧制件且不能通过铸造的方法直 接获得高性能复杂的铸件。7075铝合金应用范围广泛,是航空、航天广泛应用的超高强度铝合金,也是其他设备中以铸代锻、轻量化的目标材料。但目前7075铝 合金半固态触变成形研究较多,而流变成形技术的研究较少。因此研究半固态7075铝合金流变压铸工艺 具有很诱人的应用前景。今天采用倒锥形通道制备了7075铝合金半固态浆料,研究了流变压铸工艺参数 对半固态7075铝合金浆料充填性能及浆料组织分布状态的影响。
7075铝合金的液相线温度为635 C,固相线温度为477 C。采用电阻炉将7075铝合金熔化至710 C, 经过除气精炼,再使铝合金温度降至试验660~690 C, 然后将液态铝合金浇入室温状态的石墨质倒锥形通道 中,从而制备出半固态7075铝合金浆料。工业铝型材通过感应均热装置将制备好的浆料加热到623~628 C,然后将浆料送入压铸机进行压铸成形。试验过程中采用螺旋形压铸模,通过测试半固态铝合金浆料在压铸模型腔中的充填长度来定量说明其充填能力。为了研究半固态7075铝合金浆料的流变压铸充填性能及浆料组织分布特点,在试验中通过调整压射比压、浆料的成形温度和压铸模温度3个工艺参数,分析这些参数对流变压铸充填性的影响。其中压射比压为12~26MPa;浆料成形温度为623~628 C。
压铸模预热温度为80~250 压室预热温度为160 C。在分析半固态7075铝合金浆料的成形温度、压射比压和压铸模温度对充填性影 响的基础上,截取流变压铸件的不同部位,用来制备金相试样,通过光学显微镜对金相试样进行显微组织观察、比较与分析。
试验中半固态7075铝合金浆料成形温度是指浆料经温度场均匀化处理后的半固态浆料温度,实际压铸温度可能比此温度略低一些。在压型温度为160 C,压射比压为26MPa的条件下,浆料的成形温度对半固态浆料在螺旋形压铸模型腔中的充填长度的影响。
研究可以看出,在压铸机的压铸模型腔中浆料的成形温度和浆料的充填长度变化趋势是一致的。即提 高半固态7075铝合金浆料的成形温度,将有利于浆料 在压铸模型腔中的充填长度越长,成形温度越高,充填长度越长。其原因是浆料成形温度提高,浆料中球状初生α一A1的固相率会降低,因此浆料的表观粘度也会降低,导致浆料在压铸模型腔中充型流动阻力减小,半固态7075中铝合金浆料的流动越容易,浆料的充填性越好,充填长度就越长。所以在进行流变压铸时,较高的浆料成形温度对半固态7075铝合金浆料获得良好的充填性是很有利的。但要考虑到制备的半固态浆料适合流变压铸,温度过高会破坏浆料的组织,所以浆料在适 合压铸的温度范围内,浆料的成形温度越高越好。
试验中的压铸模温度是指压铸模分型面处的实际测试温度。压铸模在实际预热的时候各处的预热温度存在不均匀性。在压射比压为26MPa、浆料成形温度 为628 C的条件下,不同的压铸模温度对流变压铸充填性的影响，压铸模温度对浆料充填长度的影响规律。当压铸模温度在80~160 C之间变化时,浆料的充填长度随压铸模温度的升高而变长,但充填长度变化不是非常显著。压铸模温度升高了80 C,浆料充填长度才增加了75 mm。工业铝型材压铸模温度在 160 C以后,压铸模温度升高对浆料的充填长度基本没有影响。试验中压铸模预热温度为160 C左右时,浆料在压铸模中的充填性最好。压射比压是半固态铝合金流变压铸最重要的工艺参数之一。在压铸模温度为160 C、浆料成形温度为628 C的条件下,半固态7075铝合金浆料的充填长度随压射比压的变化规律，随着压射比压的提高,半固态浆料在压铸模型腔中的充填长度先增加后减少,这可能是由于随着压射比压的增大,半固态7075铝合金浆料在型腔中的充填动力在增 加,有利于克服充填阻力,因而浆料的充填长度在增加。
但是当压射比压增加到一定程度时,由于压射比压增加过大,导致浆料流动速度的增加,充填时间也就会缩短,造成压铸模型腔中的气体来不及排出,反而增加了半固态铝合金浆料流动前沿的阻力,最终使充填长度下降。因此为了得到良好的充填效果,压射比压在20 MPa左右时的充填性最好。
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