连续流变挤压铝合金导电材料的研究

论文摘要

本文结合国家高技术研究863计划项目（资助号2007AA03Z11）根据铝合金导电材料的生产和研究现状,提出了采用连续流变挤压成形工艺制备高性能6201铝合金导电材料,利用DZJ-350型连续流变挤压机,SANSI电子拉伸试验机、QJ36型两用直流电桥、OLYMPUS金相显微镜等方法和手段,研究了6201合金线材材的连续流变挤压成形、冷拔加工、热处理,以及扩展成形技术制备该合金管材的理论与工艺。主要工作及获得的研究成果如下：1、揭示了工艺参数对连续流变挤压成形6201铝合金导电线材组织与性能的影响规律。连续流变挤压成形在线固溶合金线材微观组织为细等轴晶,提高合金的浇注温度,合金线材的晶粒增大,合金线材的抗拉强度和延伸率降低、导电率升高；T8时效热处理提高了合金线材的综合力学性能和导电性能。升高时效温度,合金的时效速度和导电性能提高,力学性能下降,在150℃的低温时效热处理时,6201合金线材具有较高的抗拉强度和导电率。2、建立了Φ6mm6201铝合金线材连续流变挤压成形的最佳工艺。浇注温度为720～740℃；冷却水流量为15-20L/min；在线固溶温度为520℃；时效温度为150℃,时效时间为10-14h；T6热处理6201合金线材抗拉强度为320MPa,延伸率为7.8%,电阻率为31.5nΩm。比我国铝合金架空导线（LHA2型）的抗拉强度,延伸率和等效导电率分别提高11.1%、17%和0.1%。3、制定了6201合金线材的低温形变热处理工艺。T6处理线材的抗拉强度320MPa、延伸率7.8%和电阻率31.5nΩm,T8处理线材抗拉强度327MPa、延伸率14%和电阻率33.4nΩm,T9处理线材抗拉强度336MPa、延伸率7.5%和电阻率31.3nΩm。6201合金线材T8状态抗拉强度和等效导电率分别比在线固溶时效连铸连轧工艺制备合金线材的强度提高5.6%,等效导电率提高1.43%；6201合金线材T9工艺拉伸强度和等效导电率分别比在线固溶时效连铸连轧工艺提高6.2%,导电率提高1.1%。4、设计了管材连续扩展成形的模具及工艺,确定了连续扩展成形Φ80×10mm管材的最佳工艺参数,成功制备了6201铝合金导电管材。浇注温度为760～780℃,模具预热温度为500～550℃；5、研究了连续扩展成形过程中管材的缺陷形成机理,制定了有效的预防措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 铝合金架空导线的发展历史与应用前景
• 1.1.1 铝合金导线的发展历史
• 1.1.2 铝合金导线的制造工艺
• 1.1.3 铝合金线材加工的发展历史与应用前景
• 1.2 铝合金导电管材生产工艺简介
• 1.3 拉拔的历史与发展趋势
• 1.4 连续流变挤压成形技术的发展历史与应用前景
• 1.4.1 连续流变挤压成形技术的发展历史
• 1.4.2 连续流变挤压成形技术的应用前景
• 1.4.3 连续扩展成形的发展历史与应用前景
• 1.5 本文的研究目的和内容
• 1.5.1 本文的目的和意义
• 1.5.2 本文主要研究的内容
• 第二章 6201铝合金导电材料连续流变成形设备与工艺
• 2.1 连续流变成形的基本原理与设备
• 2.1.1 连续流变成形的基本原理
• 2.1.2 实验设备
• 2.1.3 实验设备的技术参数
• 2.1.4 实验模具
• 2.2 连续流变挤压成形的方法与步骤
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验步骤
• 2.2.3 实验方案
• 2.2.4 显微组织观察
• 2.3 连续流变挤压成形工艺参数与最优工艺
• 2.3.1 连续流变挤压成形工艺参数对成形过程和组织的影响
• 2.3.2 在线固溶对连续流变成形6201铝合金微观组织的影响
• 2.3.3 连续流变挤压铝合金导电线材的最优工艺
• 2.4 小结
• 第三章 6201铝合金导电材料拉拔与热处理研究
• 3.1 6201铝合金线材的冷拔加工
• 3.1.1 拉伸配模
• 3.1.2 工艺润滑
• 3.1.3 6201铝合金合金线材的拉拔配模与润滑
• 3.2 形变热处理
• 3.3 铝合金的时效处理
• 3.4 6201铝合金的显微组织
• 3.5 6201铝合金导电材料的低温形变热处理
• 3.5.1 6201铝合金的T6处理实验
• 3.5.2 6201铝合金导电材料T8和T9热处理
• 3.6 性能测试
• 3.6.1 导电性能测试
• 3.6.2 拉伸性能测试
• 3.7 铝合金的强化机理
• 3.8 T6处理对6201铝合金的组织和性能的影响
• 3.9 形变热处理对6201铝合金组织和性能的影响
• 3.10 小结
• 第四章 6201铝合金管材连续扩展成形模具设计与工艺
• 4.1 扩展挤压管材成形的基本原理与特点
• 4.2 管材的连续扩展成形实验
• 4.3 工艺条件对铝管材成形性能的影响
• 4.4 管材连续扩展成形常见缺陷分析及解决方法
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢