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ZA27高铝锌基合金蜗轮精化毛坯液态模锻与半固态成形技术研究

作　者: 崔联合
导　师: 刘忠德
学　校: 江苏大学
专　业: 材料加工工程
关键词: ZA27合金 液态模锻 电磁搅拌 半固态模锻 耐磨性
分类号: TG316
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 24次
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内容摘要


本文选用ZA27合金，采用液态模锻工艺及半固态模锻成形技术进行蜗轮精化毛坯的半精密成形研究。研究电磁搅拌不同工艺参数制备的半固态浆料力学性能，优化半固态坯料制备参数，探讨不同工艺参数对非枝晶组织的影响及其形成机理；研究半固态坯料模锻成形精化蜗轮毛坯的成形参数，对比各工艺参数对其组织性能和成形性的影响，并对不同成形参数成形蜗轮变形机制进行探讨；分别对各工艺制备的ZA27合金精化蜗轮毛坯试样进行摩擦磨损性能对比分析，研究其耐磨性能、磨损机理与成形工艺方法的关系。结果表明：电磁搅拌制备半固态坯料时，随着搅拌电流增大，浆液微观组织晶粒越加细小致密，机械性能优良，搅拌时间一般选择为10min左右，太短太长都不足以形成圆整的晶粒组织。采用液态模锻及半固态模锻工艺实验所成形的制件成形性和质量与以下因素有关系：模具的预热温度、模具的润滑、上下模的配合间隙、比压、给压时间、保压时间等；而半固态模锻成形时，成形件的外观质量、微观组织特点及力学性能还与ZA27合金半固态坯料的制备有着极大的联系。通过对不同工艺成形的精化蜗轮毛坯试样的力学性能及摩擦磨损对比试验，结果显示：砂型铸造的ZA27合金蜗轮硬度最低，常规金属型铸造次之，为103.67HB。电磁搅拌后直接铸造件硬度比常规金属型铸造蜗轮硬度提高了18.6％，而液态模锻工艺生产的蜗轮较电磁搅拌后的制件硬度又高出9.5％，半固态模锻成形的ZA27合金蜗轮的硬度最高，比常规金属型铸造ZA27蜗轮硬度提高了27.67％。通过磨损试验得出如下结论：1)载荷越大磨损量越大；2)ZA27合金在低载荷时，磨损量上升平缓；3)当载荷上升时，各试样磨损量上升很快，但半固态模锻成形件磨损失重小；这些说明半固态模锻成形的ZA27合金蜗轮具有更优越的耐磨性能。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-11
第1章 本课题研究的目的和意义  11-19
  1.1 国内外研究概况  11-18
    1.1.1 ZA27的概述  11-14
    1.1.2 液态模锻工艺概况  14-16
    1.1.3 半固态模锻技术概况  16-18
  1.2 本课题研究的目的、意义及内容  18-19
    1.2.1 本课题研究的目的、意义  18
    1.2.2 本课题研究的内容  18
    1.2.3 本课题研究的关键问题  18-19
第2章 半固态模锻金属浆料电磁搅拌制备技术  19-31
  2.1 电磁搅拌实验原理及装置  19-22
    2.1.1 电磁搅拌的基本原理  19-20
    2.1.2 电磁搅拌实验装置  20-21
    2.1.3 试验方法及过程  21-22
  2.2 试验结果及分析  22-27
    2.2.1 搅拌强度对ZA27合金组织形貌及力学性能的影响  22-24
    2.2.2 搅拌时间对ZA27合金组织形貌及力学性能的影响  24-25
    2.2.3 不同温度下电磁搅拌后组织形貌及力学性能的影响  25-27
  2.3 金属的半固态非枝晶凝固组织与形成机制  27-30
    2.3.1 正常熟化引起的枝晶根部熔断假说  27-28
    2.3.2 枝晶臂机械折断假说  28
    2.3.3 枝晶臂塑性弯曲和晶界浸润熔断假说  28-29
    2.3.4 电磁搅拌下的枝晶臂根部熔断机制  29-30
  2.4 本章小结  30-31
第3章 ZA27合金成形精化蜗轮毛坯模具设计及成形性研究  31-48
  3.1 实验装置  31-33
    3.1.1 模具设计特点  31-33
    3.1.2 模具工作原理  33
  3.2 实验方法及参数的选择  33-34
  3.3 实验结果及分析  34-40
    3.3.1 不同模具温度对ZA27精化蜗轮毛坯成形性及微观组织的影响  36-38
    3.3.2 不同比压条件下对精化蜗轮毛坯成形及组织的影响  38-40
  3.4 不同成形工艺条件下ZA27精化蜗轮毛坯成形性与组织的关系  40-44
  3.5 半固态金属变形机制探讨  44-46
    3.5.1 半固态浆料的物理模型  44-45
    3.5.2 半固态金属的变形过程及变形方式分析  45-46
  3.6 本章小结  46-48
第4章 不同成形条件下精化蜗轮毛坯的耐磨性研究  48-64
  4.1 不同工艺制得的ZA27精化蜗轮毛坯硬度试验  48-50
  4.2 不同工艺制得的ZA27精化蜗轮毛坯耐磨性试验比较  50-57
    4.2.1 试验方法  50-51
    4.2.2 试验结果与分析  51-57
  4.3 磨面形貌分析  57-63
  4.4 本章小结  63-64
第5章 结论  64-66
  5.1 结论  64-65
  5.2 有待进一步研究的问题  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-69
作者攻读学位期间的科研成果及发表的论文  69

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属压力加工 > 锻造、锻压与锻工 > 锻造工艺
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