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高强韧铝合金轮毂液态模锻成形及热处理工艺研究
| 论文题名： | 高强韧铝合金轮毂液态模锻成形及热处理工艺研究 |
| 关键词： | 铝合金轮毂;液态模锻;热处理;数值模拟 |
| 摘要： | 本论文研究对象为某特种轮毂，传统铝合金材料成形后制件的力学性能较差，存在缺陷较多，不能满足新式设备与装备的要求。液态模锻成形结合了锻造与铸造的工艺特点，是一种省力、材料利用率高、生产周期短的先进成形工艺。本论文将一种新型高强韧铝合金材料应用于液态模锻成形研究，可以充分发挥液态模锻技术优势与高强韧铝合金材料潜力，具有很重要的研究意义与广泛的应用前景。 本论文对高强韧合金成分、组织及相关性能进行了系统地检测，并应用其物理参数建立模型，通过ProCast软件对轮毂制件凝固过程中温度场变化的模拟，初步确定零件各部位的先后凝固顺序，并预测缺陷产生的位置。 本论文通过多组对比实验，研究了不同浇注温度、成形压力、保压时间对液态模锻成形零件组织与性能的影响，确定了制件液态模锻成形的最优工艺参数。研究表明：当浇注温度为725℃左右，保压时间为20s～30s，成形压力为30MPa时，制件组织均匀致密，力学性较好。针对零件成形特点与缺陷产生原因，本论文设计了具有复合加载功能的模具装置。实验表明，随着加载量的增加，轮毂零件直壁部分组织得到改善，当加载量控制在8mm左右时，制件各部位组织较均匀，力学性能达到较优水平。 本论文对轮毂制件进行了不同固溶、时效参数的热处理实验研究，并通过金相、SEM、XRD、硬度与力学性能测试等检测手段，分析了不同热处理参数对制件组织与力学性能的影响，确定了液态模锻轮毂的最佳热处理工艺。实验表明固溶参数为535℃×15h，时效参数为175℃×12h时，制件性能达到最优，且制件表面并未出现热处理中容易出现的起泡现象。最优综合性能为：抗拉强度428MPa，延伸率为9％。 本研究所制定的成形及热处理工艺，使制件性达到甚至超过预期水平，满足现实使用需求，具有较广的推广价值。 |
| 作者： | 刘浩 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 杜之明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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