外文翻譯--半固態(tài)鋁合金（a356）漿料流變成形的充填性能（中文）

1、中文 中文 3450 字半固態(tài)鋁合金（ 半固態(tài)鋁合金（A356 A356）漿料流變成形的充填性能 ）漿料流變成形的充填性能Yuelong Bail.1，2, Weimin Mao1, Son& Gao1, Guoxing Tang1, and Jun Xu21 材料科學(xué)與工程學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院. 北京科技大學(xué), 北京100083. 100083.2 國(guó)家有色金屬材料合成工程研究中心 國(guó)家有色金屬材料合成工程研究中心。有

2、色金屬材料總研究所 ，北京 100088出處： 出處：Journal of University of Science and Technology Beijing, Mineral, Metallurgy, MaterialVolume 15, Issue 1, February 2008, Pages 48–52摘要 摘要：許多流變成形方法研究了漿料溫度、注漿壓力和活塞速度對(duì)半固態(tài)A356合金的流變成形性能的影響。結(jié)果表明，半固態(tài)A

3、356鋁合金的漿料溫度對(duì)充填性能有非常巨大的影響；漿料溫度越高，充填性能越好，并且流變成形的合適漿料溫度是在585-595°C范圍之內(nèi)。注漿壓力也對(duì)充填性能有非常巨大的影響，并且當(dāng)它處在15-25 MPa的范圍之內(nèi)時(shí)適合流變成形。活塞速度也對(duì)充填性 能有非常巨大的影響，并且當(dāng)活塞速度在0.07-0.12m/s范圍內(nèi)時(shí)適合流變成形。由電磁攪拌的低過(guò)熱度澆注準(zhǔn)備的漿料的充填性能是非常好的，并且流變成形壓鑄中的微結(jié)構(gòu)分布是均勻的，這

4、種情況有利于高質(zhì)量壓鑄。 關(guān)鍵字 關(guān)鍵字: A356 鋁合金；流變成形；充填性能；半固態(tài)1 引言 引言 自從1970s麻省理工學(xué)院的弗萊明斯發(fā)展了半固態(tài)金屬成型以來(lái)，它已經(jīng)了吸引了海外和國(guó)內(nèi)相當(dāng)大的注意力。一些專家學(xué)者已經(jīng)對(duì)這些技術(shù)的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用進(jìn)行了研究。又經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，這些理論和應(yīng)用研究已經(jīng)成功應(yīng)用于制造各種各樣的汽車(chē)和飛機(jī)零部件[1-3]。但是，發(fā)展到現(xiàn)在，只有觸變成形 技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到商業(yè)生產(chǎn)，但是這種商業(yè)生產(chǎn)規(guī)模非常小。

5、這主要是因?yàn)榘牍虘B(tài)漿料的準(zhǔn)備代價(jià)和二次加熱的能量消耗越來(lái)越大，并且坯、澆注系統(tǒng)和不合格鑄件之間的循環(huán)是困難的。當(dāng)與觸變成形技術(shù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，半固態(tài)金屬的流變 成形技術(shù)有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，例如過(guò)程明顯變短，澆注系統(tǒng)和廢棄鑄件之間的循環(huán)變得容易，生產(chǎn)代價(jià)低等。因此，流變成形技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成為最重要的研究課題 之一[4-9]。短時(shí)間內(nèi)的電磁攪拌的低過(guò)熱度澆注(LSPWES) 是一種準(zhǔn)備半固態(tài)合金漿料的新方法[10-11]，與高功率電磁攪拌得到的半固態(tài)合金坯

6、相比，它只 需要更低的能量消耗[12-13]；并且其過(guò)程控制明顯方便[14]，其漿料微結(jié)構(gòu)優(yōu) 于液相線壓鑄技術(shù)得到的漿料結(jié)構(gòu)。因此，LSPWES 可以作為一種新的半固態(tài)流變成形過(guò)程的關(guān)鍵技術(shù)[15]。在本文研究中，研究了由LSPWES方法得到的半固 態(tài)A356合金漿料的充填性能，其研究結(jié)果對(duì)改進(jìn)的流變成形技術(shù)的發(fā)展非常有用。 2 試驗(yàn) 試驗(yàn)試驗(yàn)中使用的原材料是商用的A356鋁合金。它的成分是7.49wt%的硅、0.46wt%的鎂、0.

7、16wt%的鐵和91.89wt%的鋁。液體溫度和固體溫度分別大約是 615和555℃。在這些試驗(yàn)中，A356合金的漿料首先由電磁攪拌的低過(guò)熱度澆注得到，然 后漿料在一個(gè)感應(yīng)加熱器中經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的熱處理。長(zhǎng)時(shí)間的熱處理過(guò)程之后，從圖2還可以看出，由電磁攪拌的低過(guò)熱度澆注得到的漿料的充填性能非常 好。甚至當(dāng)漿料溫度和重加熱壓模溫度分別是585和120℃，充填長(zhǎng)度仍然可以達(dá)到100mm，這說(shuō)明了3mm厚10mm長(zhǎng)的鑄件具有好的充填性能。如果漿料

8、溫度繼 續(xù)增加到595℃，充填長(zhǎng)度將高達(dá)180mm之多，并且在180-270 mm范圍之內(nèi)。即，當(dāng)成形溫度和注漿壓力分別為595℃和 20 MPa 時(shí)，充填長(zhǎng)度將增加到 270mm。因而，任何復(fù)雜的模槽的完全充填可以通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)漿料溫度和注漿壓力而得到保證。 3.2 3.2 注漿壓力對(duì)充填性能的影響 注漿壓力對(duì)充填性能的影響注漿壓力是施加在壓射室里的半固態(tài)A356鋁合金漿料上的靜態(tài)壓力。在流變成形過(guò)程中，它也是一個(gè)重要的參數(shù)，并且注

9、漿壓力對(duì)處在不同注漿壓力條件下的螺旋形壓鑄件的充填長(zhǎng)度的影響如圖3所示，圖中漿料溫度是585°C。圖3 注漿壓力對(duì)充填性能的影響從圖3可以看出，當(dāng)注漿壓力越小時(shí)，充填長(zhǎng)度越短；但是，當(dāng)注漿壓力增加時(shí)，充填長(zhǎng)度將增加。例如，當(dāng)注漿壓力是5MPa和活塞速度是0.048m/s時(shí)，充填長(zhǎng)度僅是71mm，這說(shuō)明充填性能不好。但是，當(dāng)注漿壓力增加到15MPa，充填長(zhǎng)度將高達(dá)110 mm，這說(shuō)明充填性能比較好。而且，如果注漿壓力增加到

10、15MPa以上，充填長(zhǎng)度也明顯增加，將高達(dá)到120- 190 mm 。隨著注漿壓力的增加，充填長(zhǎng)度的變化趨勢(shì)可以得到如下解釋：當(dāng)注漿壓力越低時(shí)，充填能量不 足夠克服漿料的流阻力，因此，充填長(zhǎng)度越短；如果注漿壓力增加，漿料將獲 得較大的能量用來(lái)克服漿料的流阻力。但是，如果注漿壓力非常高，并且達(dá)到臨界值，那么諧振器中的空氣不能立即排出，并且由于不利高溫，充填長(zhǎng)度將 降低，并且也可能會(huì)造成湍流[1-3]；因而，如果要預(yù)防湍流，必須選擇增高的

11、注漿壓力。從圖3還可以看出，當(dāng)注漿壓力增加，如果活塞速度也同時(shí)增加，充填長(zhǎng)度將增加。例如，當(dāng)活塞速度是0.096 m/s，如果注漿壓力增加到25 25MPa，充填長(zhǎng) 度將高達(dá)240 mm, 更確切地說(shuō)，充填性能相當(dāng)好。主要原因可能是較高的充填 速度減少漿料的散熱，并且充填速度越高，漿料凝固之間流動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)。因此，充填性能將非常好。圖3中的結(jié)果顯示，如果壓模的排氣比較好并且湍流不 會(huì)出現(xiàn)，注漿壓力越高，充填性能越好，并且由電磁攪拌的低過(guò)