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基于A356.2铝合金汽车螺簧座挤压铸造技术研究
| 论文题名： | 基于A356.2铝合金汽车螺簧座挤压铸造技术研究 |
| 关键词： | 铝合金;挤压铸造;汽车件;充型速度;力学性能 |
| 摘要： | 汽车轻量化是指在保证汽车综合性能的前提下，尽可能降低自身重量，以实现减重、降耗、环保、安全的目的。据统计，汽车重量降低10％,燃油效率可提高6%～8%,轻量化还有助于汽车操纵的稳定性和冲撞安全性。螺簧座是汽车后桥上用于安装弹簧的支撑件，通常采用的是Q235。为实现汽车的轻量化，本课题选择高强度比的A356.2铝合金材料代替碳钢，采用挤压铸造工艺成型螺簧座，力学性能要求本体取样满足屈服强度220MPa、伸长率4%。在研发铝合金螺簧座的过程中，对挤压铸造技术进行了全面而深入的研究。 本实验采用宇部HVSC350PL型挤铸机成型螺簧座，主要研究铸造压力、充型速度以及T6热处理对组织和性能的影响，并结合Anycasting计算机模拟技术，对充型情况和凝固情况进行分析。其中，挤压铸造领域受实验设备的限制而对充型速度的研究很少。在研究过程中，量化实验条件以保证实验的可重复性,如跟踪材料成分、检测含氢量和含渣量以确定熔炼质量等。T6热处理方案为545℃36h＋70℃水淬＋180℃34h，对固溶炉进行温度均匀性实验，并采用分级升温的方法使热处理方案能够准确执行。对螺簧座本体取样进行拉伸实验，并结合计算机模拟结果和 SEM、EDS分析，寻找断裂原因并给出进一步提高力学性能的方案。另外，本文还对试验中遇到的问题，如Sr-B的变质效果、孔洞缺陷、热处理气泡、Si偏析等进行研究。 研究表明，压力增加凝固时的温度梯度并且促进压力过冷，提高凝固阶段的形核驱动力和降低晶粒的线生长速度，在显微组织中，a-Al相的晶粒度相比于重力铸造明显减小，并且随着铸造压力的增加，晶粒度逐渐减小，不均匀性有所增加，形貌也有团块状的发展趋势，在固溶处理后，共晶相中Si元素析出成团状存在于铝基体中，不同压力下的金相组织趋于一致。随着铸造压力的增加，铸态与T6状态螺簧座的力学性能有较小的增加趋势，但是在一定铸造压力范围内，不建议通过提升压力来提高力学性能。随着充型速度的增加，铸态与T6状态螺簧座的力学性能有明显提高的趋势。较高的充型速度会产生涡流，但是强烈的对流以及冲刷型腔壁也促使产生“游离晶粒”，在一定范围内，可以考虑通过增加充型速度提高力学性能。 |
| 作者： | 张鹏 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 罗继相 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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