AZ91D镁合金半固态触变注射组织与工艺研究

论文摘要

触变注射成形技术是目前唯一用于镁合金工业化生产的半固态成形技术,适合形状复杂、致密度高、薄壁、高性能零件的生产,具有巨大的应用潜力,是21世纪的新一代金属成形技术。我国于2002年引入此项技术,由于受到国外专利技术的保护,对于触变注射成形产品的性能、工艺设计等还缺乏必要的了解,尚无自主开发能力。本论文针对触变注射成形技术开展研究,根据半固态触变注射成形的材料要求及成形特点,选择目前应用最广泛的AZ91D镁合金及特别适合于半固态触变注射成形生产的手机外壳作为研究对象,对半固态触变注射成形的组织特性、成形工艺及其半固态浆料的熔融行为进行研究,建立了半固态触变注射成形显微组织的评价体系及其用于熔融过程的分析模型,上述结果的获得对于镁合金半固态触变注射成形技术的实际应用具有重要的指导意义。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 半固态成形技术
• 1.2.1 半固态成形的概念
• 1.2.2 半固态成形的分类
• 1.2.2.1 半固态流变成形
• 1.2.2.2 半固态触变成形
• 1.2.3 半固态成形技术的特点
• 1.3 影响半固态成形产品质量的因素
• 1.3.1 半固态原料的制备工艺参数对质量的影响
• 1.3.2 半固态成形工艺路线对产品性能的影响
• 1.3.3 半固态成形工艺参数对产品性能的影响
• 1.4 半固态触变注射成形技术
• 1.4.1 半固态触变注射成形技术的原理
• 1.4.2 半固态触变注射成形技术的发展历程
• 1.4.3 半固态触变注射法的成形过程
• 1.4.4 镁合金半固态触变注射成形用原材料
• 1.4.5 触变注射成形与压铸产品比较
• 1.4.6 半固态触变注射成形技术的特点
• 1.4.7 存在的问题及今后的发展方向
• 1.5 本论文的主要研究内容
• 1.5.1 课题来源
• 1.5.2 本课题的研究内容
• 1.5.3 本研究的创新之处
• 第二章 试验方法和设备
• 2.1 试验选用合金材料
• 2.2 典型触变注射成形件的选择
• 2.3 触变注射成形试验用设备
• 2.4 触变注射成形工艺试验方案
• 2.5 组织结构分析与性能测定
• 2.5.1 金相组织观察
• 2.5.2 组织结构分析
• 2.5.3 试样密度的测试
• 2.5.4 力学性能的测试
• 2.6 液相线温度的确定
• 第三章 半固态触变注射成形镁合金显微组织的评价体系
• 3.1 半固态材料组织评价体系模型
• 3.2 半固态显微组织的评价参数
• 3.2.1 固相率
• 3.2.2 固相颗粒的尺寸
• 3.2.3 固相颗粒形状参数
• 3.3 组织评价系统构成
• 3.3.1 图像前置处理
• 3.3.1.1 图像灰度化处理
• 3.3.1.2 图像的分割及二值化
• 3.3.1.3 图像的腐蚀与膨胀
• 3.3.2 图像分析计算
• 3.3.2.1 固相率
• 3.3.2.2 颗粒尺寸
• 3.3.2.3 固相颗粒形态表征
• 3.4 应用实例
• 3.5 小结
• 第四章 半固态触变注射成形组织的微观结构及特性
• 4.1 触变注射成形原材料的微观组织结构
• 4.2 半固态触变注射成形的微观组织结构
• 4.3 触变注射成形镁合金切屑熔化和固相形态演化模型
• 4.3.1 镁合金切屑熔化
• 4.3.2 固相形态演化模型
• 4.4 半固态触变注射成形组织的致密度
• 4.5 小结
• 第五章 工艺参数对镁合金半固态触变注射组织及性能的影响
• 5.1 半固态触变注射成形主要工艺参数的设定原则
• 5.1.1 注射速度
• 5.1.2 成形温度
• 5.1.3 螺杆转速
• 5.2 注射速度对显微组织和力学性能的影响
• 5.2.1 工艺试验方案
• 5.2.2 注射速度对组织的影响
• 5.2.3 注射速度对力学性能的影响
• 5.3 模具温度对显微组织和力学性能的影响
• 5.3.1 工艺试验方案
• 5.3.2 模具温度对显微组织的影响
• 5.3.3 模具温度对力学性能的影响
• 5.4 螺杆转速和料筒温度对显微组织和力学性能的影响
• 5.4.1 工艺试验方案
• 5.4.2 低料筒温度条件下螺杆转速对组织的影响
• 5.4.3 高料筒温度条件下螺杆转速对组织的影响
• 5.4.4 螺杆转速和料筒温度对力学性能的影响
• 5.4.5 螺杆转速和料筒温度对组成相的影响
• 5.4.6 料筒温度对致密度的影响
• 5.4.7 分析与讨论
• 5.5 小结
• 第六章 镁合金半固态触变注射成形过程的熔融模型
• 6.1 触变注射成形半固态浆料的制备及其熔融模型
• 6.1.1 触变注射成形中的螺杆及其相关参数
• 6.1.2 镁合金颗粒的给料及输送系统
• 6.1.3 半固态触变注射成形的熔融过程
• 6.2 试验结果与模型的比较
• 6.2.1 料筒温度为600℃
• 6.2.2 料筒温度为580℃
• 6.2.3 分析与讨论
• 6.3 小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 攻博期间发表的学术论文及其它成果
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT