镁合金半固态流变压铸成形技术的研究

论文题目: 镁合金半固态流变压铸成形技术的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 材料科学与工程

作者: 肖泽辉

导师: 罗吉荣,吴树森

关键词: 镁合金,半固态,流变压铸成形,组织,性能,机理

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 镁合金具有小的密度、高的比强度、比刚度,好的导热性,良好的阻尼减震能力等优良性能,符合对材料的轻量化和绿色化的要求,其表现出强劲的发展势头。半固态技术综合了液态铸造成形、固态压力加工的优点,被认为是二十一世纪最具有发展前途的近净成形方法之一,得到了越来越广泛的关注。目前国内外针对镁合金半固态流变成形方面的研究相对较少,本文采用自我开发的双螺杆机械搅拌制浆机制浆,与冷室压铸机配合,进行镁合金半固态流变压铸成形研究。该技术为镁合金产品的开发和半固态技术的发展提供了新的有效途径,具有重要的学术意义和较大的实际应用价值。针对镁合金高温熔体易氧化、燃烧的特点,研究开发了容积定量、气压输送的镁合金高温熔体输送装置,填补了国内空白。该装置能有效防止输送过程中镁液产生氧化、夹杂等现象,输送量误差能控制在±5%范围内。分析了镁合金半固态浆料的特点,设计了组合式、多壁厚型腔的压铸成形模具。设计了一套简易、可行的压铸压射速度测量装置,该测量装置能测量的最短距离为3cm,时间精度为1ms。通过压射压力曲线分析及理论计算,确立了镁合金半固态浆料在压射室内存在理想流变形态时的流变压铸工艺参数:压铸模温度、压射室温度、慢压射速度和一快压射速度的影响; 并通过传热学分析,建立了浆料在压射室内停留,其温度的降低与压射室温度、固相率、压射室涂料及停留时间的本构关系方程。试验研究了镁合金液态和半固态浆料在不同内浇口尺寸和不同内浇口速度条件下的流变压铸充填过程。在试验条件下,液相表现为强烈的紊流充型,而固相率为15 %半固态镁合金则表现为弱的紊流充型; 固相率为40 %、50 %呈现明显的层流充填,并同时表现出一定的胀流型特征。研究了镁合金半固态流变压铸成形宏观组织与流变流程的关系。结果表明,流变流程对组织的影响与固相率密切相关,其横断面组织呈现不均匀性,表面存在固

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 本研究的背景、意义

1.2 镁合金的应用发展概况

1.3 镁合金熔炼及输送

1.4 镁合金成形技术

1.5 半固态成形技术发展概况

1.6 本研究的主要内容

2 实验条件及实验方法

2.1 实验材料

2.2 镁合金熔炼

2.3 半固态制浆装置

2.4 压铸机

2.5 压铸压力的测量

2.6 半固态浆料质量的评定

2.7 质量检测方法

3 镁合金高温熔体输送装置的研制

3.1 前言

3.2 镁合金高温熔体输送装置的总体要求

3.3 镁合金熔体输送装置的总体结构设计

3.4 镁合金熔体输送装置的输送速度的理论分析

3.5 镁合金输送装置的结构设计

3.6 生产应用

3.7 小结

4 半固态流变压铸充填过程物理模拟装置的设计

4.1 前言

4.2 镁合金半固态压铸充填过程物理模拟装置的设计原则

4.3 镁合金半固态浆料的流变特性

4.4 压铸模具的设计

4.5 压铸模模温的控制

4.6 压射速度测试装置的设计

4.7 小结

5 镁合金半固态流变压铸工艺控制

5.1 前言

5.2 压铸模模温的控制

5.3 压射室温度的控制及慢压射、一快压射速度的确定

5.4 本章小结

6 镁合金半固态压铸流动充型规律的研究

6.1 前言

6.2 板状试样的流变充型

6.3 半固态浆料的压铸流变充型分析

6.4 半固态浆料的增压补缩流变分析

7 镁合金半固态流变压铸组织形成规律的研究

7.1 前言

7.2 镁合金半固态流变压铸成形的显微组织

7.3 半固态组织形成机理分析

7.4 小结

8 镁合金半固态流变压铸成形性能的研究

8.1 前言

8.2 试样硬度和密度

8.3 强度及塑性

8.4 热处理工艺对半固态试样性能的影响

8.5 镁合金半固态断口电镜分析

8.6 小结

9 主要结论及发展方向

9.1 主要结论

9.2 发展方向

致谢

参考文献

附录1 攻读学位期间发表的论文目录

发布时间: 2006-04-05

参考文献

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