鋁-鋼液-固復(fù)合鑄造工藝及其組織性能研究.pdf_第1頁(yè)
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1、隨著輕量化的發(fā)展,復(fù)合材料的應(yīng)用成為當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域的主要研究方向之一。本文結(jié)合工廠活塞的實(shí)際生產(chǎn),對(duì)鋁鋼液固復(fù)合工藝進(jìn)行了研究。鑄態(tài)鋁合金活塞在實(shí)際工作環(huán)境中易發(fā)生熱應(yīng)力開裂現(xiàn)象,為了防止這種情況,通常在鑄造過(guò)程中采用固態(tài)鋼條與液態(tài)鋁合金鑄造復(fù)合的工藝。然而鋼鋁異種金屬之間的復(fù)合連接過(guò)程不易控制,兩者之間是否能形成性能良好的冶金結(jié)合界面是重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)鋁/鋼液固復(fù)合工藝及界面組織的研究,對(duì)該工藝提出了優(yōu)化探討和理論支持。重點(diǎn)研究了

2、Q235冷軋鋼基底的表面處理、鋁/鋼液固復(fù)合工藝對(duì)鋼鋁復(fù)合樣品界面組織和性能的影響。
  鋼材在大氣工作環(huán)境下,容易在表面形成一層氧化物鐵銹層。本文研究的鋁/鋼液固復(fù)合項(xiàng)目的最終目的是達(dá)到鋁鋼之間的冶金復(fù)合。而該層氧化物將極大的阻礙了冶金復(fù)合進(jìn)程,即使成功達(dá)成冶金復(fù)合,也會(huì)在界面中引入大量的雜質(zhì),嚴(yán)重影響了復(fù)合層的質(zhì)量進(jìn)而影響工件的強(qiáng)度。本文采用酸洗除銹后熱浸鍍?nèi)埯}、電化學(xué)鍍金屬鍍層等表面處理對(duì)鋼材基底進(jìn)行了處理,以期解決鋼鋁復(fù)合

3、過(guò)程中自然氧化和二次氧化的問(wèn)題;
  為了實(shí)現(xiàn)良好的冶金結(jié)合,本文通過(guò)控制液固雙金屬?gòu)?fù)合過(guò)程中的溫度、壓強(qiáng)、預(yù)熱溫度、保溫時(shí)間等參數(shù),同時(shí)排除實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的二次氧化干擾,對(duì)不同工藝參數(shù)所得到的鋼鋁復(fù)合結(jié)果進(jìn)行了分析。最后分析結(jié)果表明:采用Ni-Cu鍍層表面處理、澆鑄溫度730℃、預(yù)熱時(shí)間90s、保溫時(shí)間90s的工藝參數(shù)所得的樣品性能最佳;
  根據(jù)所研究出的最佳工藝參數(shù),對(duì)工廠實(shí)際生產(chǎn)的柴油機(jī)鋁合金活塞(ZL109)加裝防開裂

4、鋼條(DC01)工藝進(jìn)行了改進(jìn),鋼鋁冶金復(fù)合結(jié)果達(dá)到預(yù)期,效果良好。
  結(jié)果表明:對(duì)Q235鋼基底進(jìn)行表面處理可以有效地改善ZL109鋁合金在Q235鋼基底表面的潤(rùn)濕性;選取適當(dāng)?shù)念A(yù)熱溫度和預(yù)熱時(shí)間,是鋼鋁形成冶金結(jié)合的必要條件。鍍Ni-Cu復(fù)合鍍層可以很明顯地改善鋁鋼液固結(jié)合中的潤(rùn)濕性并防止二次氧化的產(chǎn)生。通過(guò)該工藝復(fù)合的Q235(700℃)/ZL109(730℃)復(fù)合界面為冶金結(jié)合,界面組織為α-Fe、α-Al、FeAl3、

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