本文關鍵詞：擠壓鑄造ZA27鋅合金組織和性能的研究

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【摘要】：擠壓鑄造又稱液態(tài)模鍛,是一種介于壓力鑄造與鍛造的成形工藝,金屬在壓力下充型和凝固,并進行強制補縮,使得擠壓鑄造件具有晶粒細小、組織致密以及無縮孔縮松等特點,其力學性能可與鍛造件相媲美。研究擠壓鑄造過程中鑄件溫度場分布對制定合理的工藝參數(shù)具有重要作用,而熱處理對合金性能的進一步提升也具有非常重要的意義。設計了初始模具溫度對擠壓鑄造ZA27鋅合金蝸輪成形過程溫度場分布影響的數(shù)值模擬方案,利用Deform有限元軟件分別對不同初始模具溫度下鑄件、模具溫度變化進行模擬,并結合實際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題,分析討論了不同初始模具溫度對ZA27蝸輪鑄件成形過程的影響。結果表明,隨初始模具溫度的升高,鑄件所需保壓時間逐漸增加,而模具內側保溫作用更為明顯,使鑄件凝固中心向左偏移。在澆注溫度為600oC,擠壓比壓為68.96MPa,靜置時間為14s,加壓速度為20mm/s的條件下,初始模具溫度為200oC是較為合適的工藝參數(shù),可以提高鑄件性能,延長模具壽命,提高生產(chǎn)效率。通過擠壓鑄造ZA27鋅合金蝸輪和金屬型重力鑄造ZA27鋅合金蝸輪的微觀組織及力學性能,研究不同成形工藝對ZA27合金組織、硬度、抗拉強度、延伸率及摩擦磨損性能的影響。研究結果表明,擠壓鑄造ZA27合金較金屬型重力鑄造ZA27合金晶粒明顯細化,組織致密無縮孔縮松缺陷,比重偏析得到改善,不同部位組織較為均一,ε富銅相由不連續(xù)網(wǎng)狀結構轉變?yōu)榫鶆驈浬⒎植嫉募毿☆w粒狀,使合金具有更高的硬度及常、高溫拉伸強度,以及更優(yōu)良的耐磨性能,整體力學性能更為均一。通過顯微組織、硬度測試及電阻率測量等方式對擠壓鑄造ZA27合金固溶時效過程進行研究。結果表明,擠壓鑄造ZA27合金在固溶溫度為370oC,保溫時間5h下,合金充分固溶,力學性能有明顯提升。固溶溫度為370oC,保溫時間12h的固溶熱處理后,在50oC、70 oC、100 oC及150 oC時效過程中,峰值硬度隨時效溫度升高而逐漸下降,且出現(xiàn)時間越早,脫溶機制呈現(xiàn)不連續(xù)脫溶-不連續(xù)脫溶+調幅分解-調幅分解轉變。時效過程中,基體固溶度的變化對合金電阻率起主導作用,隨脫溶機制的轉變,不同時效溫度下電阻率時效初期的變化呈現(xiàn)波動性。
【關鍵詞】：擠壓鑄造 ZA27 Deform 固溶時效 電阻率
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG291;TG146.13
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 引言10-15
• 1.1.1 擠壓鑄造工藝及其特點10-13
• 1.1.2 擠壓鑄造下金屬凝固的力學成型過程13-14
• 1.1.3 國內外擠壓鑄造發(fā)展概況14-15
• 1.2 ZA27合金概述15-18
• 1.2.1 鋅鋁合金相圖15-17
• 1.2.2 ZA27合金研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 擠壓鑄造凝固過程數(shù)值模擬18-20
• 1.4 本課題的探究意義及研究內容20-21
• 1.4.1 本課題的研究意義20
• 1.4.2 課題的研究內容20-21
• 第二章 ZA27鋅合金蝸輪擠壓鑄造過程溫度場模擬21-40
• 2.1 有限元模型的建立及邊界條件21-26
• 2.1.1 材料高溫力學參數(shù)、熱物性參數(shù)及邊界條件22-26
• 2.1.2 建模與網(wǎng)格劃分26
• 2.2 溫度場的模擬結果與分析26-39
• 2.2.1 不同模具溫度下ZA27合金靜置及充型過程溫度場與分析27-33
• 2.2.2 擠壓鑄造ZA27合金保壓過程溫度場及分析33-39
• 2.3 本章小結39-40
• 第三章 擠壓鑄造及金屬型重力鑄造ZA27鋅合金蝸輪的性能分析40-54
• 3.1 不同鑄造工藝制備的ZA27鋅合金蝸輪的針孔度及微觀組織分析40-44
• 3.2 不同鑄造工藝制備的ZA27鋅合金力學性能試驗44-53
• 3.2.1 不同鑄造工藝制備的ZA27鋅合金常規(guī)力學性能分析44-48
• 3.2.2 不同鑄造工藝制備的ZA27鋅合金摩擦磨損性能試驗48-53
• 3.3 本章小結53-54
• 第四章 擠壓鑄造ZA27鋅合金蝸輪的熱處理工藝研究54-74
• 4.1 擠壓鑄造ZA27鋅合金熱處理實驗設計54-57
• 4.1.1 擠壓鑄造ZA27鋅合金固溶熱處理方案設計54-55
• 4.1.2 擠壓鑄造ZA27合金固溶時效熱處理方案設計55-57
• 4.2 實驗結果與分析57-73
• 4.2.1 擠壓鑄造ZA27鋅合金固溶熱處理結果57-60
• 4.2.2 擠壓鑄造ZA27鋅合金固溶時效處理結果60-73
• 4.3 本章小結73-74
• 結論74-76
• 參考文獻76-81
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果81-82
• 致謝82-83
• 附件83

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本文編號：953302