【doc】消失模模具用铝合金时效工艺的研究

【doc】消失模模具用铝合金时效工艺的研究 消失模模具用铝合金时效工艺的研究 铸造技术 FOUNDRYTECHNOLOGY Vo1.26NO.5 May.2005 消失模模具用铝合金时效工艺的研究 熊小青,吴志超,董选普.,叶升平 (1.嘉兴学院 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 训练中心,浙江嘉兴314001;2.华中科技大学模具国家重点实验室,湖北武汉430074) 摘要:分析了模具用铝合金经时效处理后的 组织结构 公司企业组织结构新部门组织结构组织结构部门职能华为公司的组织结构组织结构部门职能 ,研究了不同的时效温度和时间对力学性能的影响.结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,采用 I80?×10h的时效工艺是较为理想的方法,时效后硬度可达103HB. 关键词:消失模模具用铝合金;人工时效;力学性能 中图分类号:TGI46,21;TGI56.92文献标识码:A文章编号:1000—8365(2005)05—0420—03 StudyonAgingTreatmentsofnewstyleAl'alloy XINOGXiao—qing,WUZhi-chao,DONGXuan—pu,YESheng—ping (1.TrainingCenter,JiaxingUniversity,Jiaxing,314001,China;2.StateKeyLabofMoldTech ,HuazhongUniversityofScienceand Technology,Wuhan,430074,China) Abstract:ThemicrostructureandmechanicalpropertiesofthenewstyleA1一alloyatdifferentagingtemperature andtimehasbeenstudied.Theresearchresultsshowthattheagingprocessisavailabletoobtai nhigher harderness.Itshardernesscanreach103HBafteragingtreatment. Keywords:NewstyleA1一alloy;Agingtreatment;Mechanicalproperty 对力学性能要求高的零部件,铸造铝合金在铸态 下的力学性能不能满足使用要求,人们正从优化合金 成分,净化处理,细化变质处理及热处理等方面对铸造 铝合金进行研究,以提高其综合力学性能. 本文对自行研制的新型消失模模具用铝合金的 熔炼工艺,热处理工艺进行研究,利用透射电镜 (TEM)观察合金时效处理后的组织结构,揭示力学 性能随时效温度与时间变化的关系,提出了合适的 时效工艺. 1试验方法 1.1原材料 试验所用铝合金为自行研制的铝合金,其化学成 分W为:4.5%,7.5Zn,2.0%,4.0%Cu,1.0% , 2.09/5si,0.5,1.0%Mg,其余为Al.合金熔化 后先吹氩气进行精炼,再加0.08的Al—Sr中间合 金进行变质,加0.01的A1一Ti-B进行细化,搅拌均 匀后进行第二次精炼,静置一段时间后用金属型进 行浇注. 1.2试验设备 合金熔炼使用12石墨坩埚,5kW电阻炉,试棒 采用金属型浇注,时效处理在3kW干燥炉中,力学 性能在MTS型10kN万能材料试验机上测定,金相 用PEM金相显微镜,HITACHIH一600透射电子显 收稿日期:2004—12—23;修订日期:2005—01—13 作者简介:熊小青(1978一),女,江西奉新人,硕士.从事先进制造技术 及金属模具快速制造技术的研究. 微镜. 1.3合金熔炼 采用氧化锌+适量水玻璃+适量水,合成涂料,所 有熔炼工具于200300?刷上涂料并烘干,避免铝合 金在熔炼过程中吸气. 当铝合金熔体温度为720,730?时,对其进行第 一 次吹氩精炼,精炼好后将预热好的晶粒细化剂A卜 Ti—B中间合金和变质剂Al—Sr中间合金加入到铝熔体 中,静置一段时间再进行第二次吹氩精炼,以达到良好 的除氢效果,试验装置见图1. 氩 图1试验装置示意图 Fig.1Diagramoftestequipment 1.4时效试验 人工时效分别在150,180,210?进行,时效处理 在3kW干燥炉中进行.抗拉试验所用试样为金属型 单铸,测量部分直径为D一12.0mm,标距为L一5,D 一 60mm. 2试验结果与分析 2.1合金的时效硬度 '铸造技术)5/2OO5熊小青等:消失模模具用铝台金时效工艺的研究?42l? 各时效温度下的硬度变化曲线见圉2.在各个时 效温度下,随着时效时间的延长,该台金的硬度都是逐 渐升高到峰值然后再呈下降的趋势.. 窳 世 热处理时间,h 图2合金在各温度下的时效硬化峨线 Fig.2Curveofagingcuringforalloysinallkinds oftemperature 因此,从时效硬度的角度来看.时效处理温度以 180"12,时间1O,15h为宜. 经时效处理后的抗拉强度变化曲线见图3.可以 看出,抗拉强度的变化趋势和硬度的变化趋势基本上 是一致的. 综合时效处理后试样布氏硬度和抗拉强度的变 化,将该合金的晟佳时效制度定为:时效温度为 180?,时效时间为10h. 2.3微观组织 图3台金在各温度下的时效强度变化曲线 Fig3Curveofagingintensityina_jkindsoftemperature 在150,18o,210?下时效IOh的显微组织照片 见图4,5,6所示.基体中弥散分布着第二相粒子.晶 界上沉淀粒子相(强化相)随着时效时间延长而长 大.粒子间距增大随着时效时间的延长.晶界沉淀相 两边的无析出区变宽. 图4为150?,10h时效处理的组织图4(b)的 几点成分(序号一相名称)通过分析可认为分别是: I-MgZn2,2-CuAI,3-A12CuMg^S化台物,4a铝基 体.通常情况下CuA1是脆性相.当它比较细小时可 以起到增强的作用.在图4b中可以看到CuAI.相比 较粗大,起到了脆性相的作用,因此强度较低.说明 150?,10h的时效处理效果不好.没有使得该合金 性能有较大的提高"] a,×200cb1×I500 图4150?时效处理试样组织 Fig.4Structureofsamplebyagingtreatmentat15O? 图5为180?,10h时效处理的微观组织图5b 的几点成分(序号一相名称)通过分析可以认为分别是: l—A12CuMg,2-CuAI2,3-MgZn2,4A1CuMgSi相, 5铝基体.180?,10h处理试样的AlCuMgSi 相呈短条状分布在晶界上{CuA[相呈圆颗粒状分 布于晶界中.这些相起到增强作用.使得经过 180?,10h时效处理的新型台金的性能得到较大 的提高. 图(6)所示是210?,10h时效处理的微观组 织图6b的几点成分(序号一相名称)通过分析可以 认为分别是:1一MgsAI:z,2CuAI2,3AICuMg.Si 化台物,4a铝基体.经过2l0?,10h处理试样的 MgAI:Zn相呈颗粒状分布在晶界上,但是量很少; CuAI!相呈短条状分布于晶界中.这两种增强相的 量比较少,这主要是由于时效温度的升高导致它们 进一步扩散.降低了增强效果因此时效处理的温 度不宜过高. 3绪论 蚰"=.?"锄盯柏 Ed,鞠辅 ?422?F0UNDRYTECHNOLOGY VoI.26N吼5 May.2005 豳一a1x200b1×I5c)0 图5IBO?时效处理试样组织 Fig.5StructureDfsamplebyagingtreatmentatI80? 一?(a×200Ib)×】500 图6210?时效处理试样组织 Fig6Structureofsamplebyagingtreatmentat210? 利用扫描电镜(SEM)观察合金时效处理后的组参考文献 织结构,揭示力学性能随时效温度与时间变化的关系,[1]谭平-杨大壮t鞠治刚t等一种新型高强韧铸造铝硅合 提出了该铝合金的较佳时效工艺:时效温度为180?,~(ZLI20)热处理工艺的研究[J]?材料科学与工艺, 时效时间为10h.1999(7):241—244? (上-R-416页) (3)未变质合金中.Mg!Si相依附着共晶硅相生 长在完全变质合金中,由于硅相形态的改变.不再具 有Mg.Si相的形核基底的功能. (4)随着保温时间的延长.合金晶粒细化能力衰 退;同时.硅相变质效果也逐渐退化细化的衰退主要 是有效异质形核质点的溶解与沉淀而使其数量下降; 变质的衰退主要是锶的氧化和烧损及其二者之间的交 互作用. [2] 参考文献 BSMurtv+SAKoti.MChakralx~rty.Grainrefinement ofatuminiumanditsalloyshyheterogeneOusnucleation andalloying[J].]nternationMaterialReviews.2002.47 (3),3—29. ALGreet.Grainrefinementofaltoysbyinoculationof melts[J].Phil.Traas.R.Soc.Lond.2003.A361.479— 495. 周永欣,吕振林.赵西城.铸造AI-Si合金变质剂的研究 现状和发展动态口].铸造技术,2004(1):13—14. 亓效刚陈傻华江旭彪.锑变质共晶硅的异质形核[J]. 特种铸造及有色台金,2000(I):13-I5. 李双寿.唐靖林,曾大本.亚共晶锅硅台金络体处理工艺 的交互作用[J].铸造技术.2002(9):269—270. 廖恒成丁毅.孙国雄.sr对AI-S[-Mg铸造合金中 MgSi相结晶行为影响的研究[J].铸造.2002(2): 80—84. 刘忠侠.宋天福,王明星.等.电解生产低钛铝合金晶粒细 化及衰退行为[J].铸造.2003(9):687-690. 范广新,壬明星,刘志勇,等.电解加钛与熔配加钛对工 业纯铝晶粒细化作用的研究[J].中国有色金属. 2004.10(2):250-254. 嘲?嘲m踟